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Searching for the Majorana nature of neutrinos focusing on the decay of Xe-124

聚焦 Xe-124 衰变寻找中微子的马约拉纳性质

基本信息

批准号：
19H01904
负责人：
平出克樹
金额：
$ 11.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01904/
关键词：
ニュートリノマヨラナ性キセノン１２４

项目摘要

ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊は素粒子標準理論を超えた現象であり、もし観測されればニュートリノがマヨラナ粒子であることの証拠となるだけでなく、物質反物質の非対称性、つまりなぜ宇宙には物質ばかりで反物質は少ないのか説明できる可能性がある。本研究は、大型液体キセノン検出器XENONnTを用いて、136Xeのニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に加えて124Xeのニュートリノを伴わない二重電子捕獲も同時に探索を行うことで、ニュートリノ質量および右巻きカレントの寄与を識別してニュートリノのマヨラナ性の真髄に迫るものである。136Xeのニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊は2.46 MeV、124Xeのニュートリノを伴わない二重電子捕獲は2.86 MeVのエネルギーピークを探すことになる。特に、124Xeのニュートリノを伴わないbeta+/ECの探索においては、XENONnT検出器を用いると陽電子と２つの511 keVガンマ線の信号をそれぞれ分離して観測できるため、非常に特徴的な信号となる。そのために、本研究では、２～３ MeVエネルギー領域における事象再構成の高精度化、および陽電子事象に対する検出器較正を実施する。本年度は、２～３ MeVエネルギー領域における事象再構成の高精度化のために、光電子増倍管やエレクトロニクスのサチュレーションを補正するための考察を行ってきた。また、124Xeのニュートリノを伴わないbeta+/ECの特徴的な信号を捉えるためのソフトウェア開発を行ってきた。

The standard model of particles in the universe is a two-dimensional model of particles in the universe. It is possible to describe the asymmetry of matter and antimatter. In this paper, we investigate the application of XENON nT, a large liquid detector, and the double electron capture of 136Xe and 124Xe. At the same time, we explore the quality and identification of XENON nT. 136Xe and 124Xe are the two main electron traps at 2.46 MeV and 2.86 MeV respectively. In particular, 124Xe detector is used to detect the signal of the 511 keV positron line, which is separated from the signal of the special characteristic. In this study, the high precision reconstruction of the event in the 2~3 MeV field and the correction of the detector for the positron event were carried out. This year, we will conduct an investigation into the improvement of image reconstruction in the field of 2~3 MeV photoelectron multiplier tubes. 124Xe and beta+/EC characteristic signals are detected and developed.