スーパーカミオカンデにおける超新星背景ニュートリノ探索

超级神冈探测器中的超新星背景中微子搜索

• 批准号: 20J20189
• 负责人: 原田 将之
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20189/
• 关键词: 超新星爆発; 超新星背景ニュートリノ; ニュートリノ; スーパーカミオカンデ; SK-Gd実験; SK-Gd

超新星爆発由来のニュートリノを観測することは超新星爆発機構の理解のために必要不可欠となっており、このニュートリノを観測するための有用な手段として超新星背景ニュートリノ(SRN)が挙げられている。SRNは宇宙初期から起きてきた超新星爆発ニュートリノの重ね合わせであり、そのフラックスは爆発の頻度などに依存するため、爆発機構のみならず、宇宙が誕生してからの恒星進化の歴史への理解が格段に進むと考えられる。そこで現在スーパーカミオカンデ(SK)実験では検出器にガドリニウムを導入しSRNの反応で生成される中性子の検出効率を向上させる新実験(SK-Gd)が開始された。SRN信号は中性子を伴うため検出効率が向上すると考えられ、また、中性子を生成しないバックグラウンドについては大きく削減できると期待される。現在は質量濃度0.011%のGdをSKに導入しており、2022年度にはさらにGdを追加し、0.03%での観測が始まった。2022年度には、0.011%Gd濃度での中性子線源測定の結果から中性子同定効率とその不定性をまとめ、国際会議で報告した。また、後半には0.011%Gd濃度の観測データを用いたSRN探索を行った。その際には物理解析経験を多く持つ共同研究者との打ち合わせを密に行い、解析フレームワークの構築を行なった。結果からの考察の際には超新星理論を専門としている研究者の方と直接議論し、結果から導き出せる物理について理解を深めることができた。この結果について、研究会や日本物理学会で報告し、2023年度には国際会議での発表、また論文執筆を考えている。

The origin of supernovae is detected by a method that is necessary for understanding the mechanism of supernovae. SRN is an early stage of the universe, where supernova explosions occur, and their frequency depends on the explosion mechanism, the history of the universe, and the understanding of stellar evolution. The new system (SK-Gd) is now in operation, with the detection rate of the middle child being increased by the introduction of SRN. SRN signals are generated from neutral sub-components and are expected to be reduced. Now the mass concentration of 0.011% Gd SK is introduced. In 2022, the mass concentration of 0.03% Gd SK is increased. The results of the determination of neutral sub-sources at 0.011%Gd concentrations in 2022 are reported at international conferences. In the second half of the experiment, the concentration of Gd was 0.011%. In addition, the research team of the Institute of Physics has been engaged in the research and development of the Institute of Physics. The result is that the supernova theory is discussed directly by the researchers, and the result is that the physics is deeply understood. The results of this research are presented in the report of the Japanese Physical Society, the presentation of the international conference in 2023, and the writing of papers.

项目成果

Evaluation of neutron tagging efficiency for SK-Gd experiment

SK-Gd 实验中子标记效率评估

• 发表时间: 2022
• 作者: M.Harada

SK-Gd実験における中性子捕獲事象再構成手法の改善

SK-Gd实验中子俘获事件重建方法的改进

• 发表时间: 2021
• 作者: Hirose Shuuhei;Waku Tsuyoshi;Tani Misato;Masuda Haruka;Endo Keiko;Ashitani Sanae;Aketa Iori;Kitano Hina;Nakada Sota;Wada Ayaka;Hatanaka Atsushi;Osawa Tsuyoshi;Soga Tomoyoshi;Kobayashi Akira;原田将之
• 通讯作者: 原田将之

SK-Gd実験における初期データの解析

SK-Gd实验初始数据分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Chen-Chieh Liao;Dong-Hyun Hwang;Erwin Wu;Hideki Koike;原田将之
• 通讯作者: 原田将之

Search for astronomical neutrino from the Gamma-ray burst with Super-Kamiokande

用超级神冈探测器从伽马射线暴中寻找天文中微子

• 发表时间: 2020
• 作者: usuke Miura;Erwin Wu;Masaki Kuribayashi;Hideki Koike;Shigeo Morishima;Masayuki Harada
• 通讯作者: Masayuki Harada

SK-Gd実験におけるGd質量濃度0.01%での超新星背景ニュートリノ探索結果

SK-Gd实验中Gd质量浓度为0.01%的超新星背景中微子搜索结果

• 发表时间: 2022
• 作者: Shimizu Tori;Tadakuma Kenjiro;Watanabe Masahiro;Abe Kazuki;Konyo Masashi;Tadokoro Satoshi;原田将之;西脇瑞紀;原田将之
• 通讯作者: 原田将之