３次元格子構造を持つ新検出器を用いた水と炭化水素におけるニュートリノ反応の研究

使用具有三维晶格结构的新型探测器研究水和碳氢化合物中的中微子反应

• 批准号: 18J10015
• 负责人: 金 賢一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10015/
• 关键词: ニュートリノ; 反ニュートリノ; 反応断面積; 素粒子; 素粒子実験; 飛跡検出器; 検出器開発

本研究はT2K長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ-原子核反応断面積の不定性による系統誤差の抑制を目指し, 新たに開発した3次元格子上構造を持つ水標的検出器WAGASCIを用いたニュートリノ反応断面積の精密測定を目標としている. また炭化水素標的に対する反応断面積測定及び最下流でのミューオン検出のために, T2Kの既存検出器であるProton Module及びINGRIDをそれぞれ用いている.2018年度の5月に, 2017年10月よりJ-PARCで継続していた反ニュートリノビームデータの取得を終了し, 約95%の収集効率で安定な運転を達成した. その後はデータ解析へ移行し, 反ニュートリノ候補事象の選択手法を確立した. WAGASCIとProton Moduleでそれぞれ約2000の反ニュートリノ候補事象を再構成することに成功した. 2018年10月には系統誤差の見積もりも含めた解析結果を提出し, T2K反応断面積測定グループを交えた協議を経て, 2019年3月に結果を公式なものとした. ニュートリノ反応断面積測定ではニュートリノフラックスの不定性を要因とする系統誤差が約10%と支配的であるが, 水と炭化水素に対するニュートリノ反応断面積の比をとることでこれを約1%へと抑制することができた. 反ニュートリノビームを用いた水と炭化水素標的に対するニュートリノ反応断面積比についてはT2Kで初の測定結果である. 各標的に対する断面積及び断面積比の測定結果は理論の予想と統計・系統誤差の範囲で一致しており, T2Kニュートリノ振動解析に用いられている原子核反応モデルの信頼性を確認した.

This study は T2K long baseline ニ ュ ー ト リ ノ vibration be 験 に お け る ニ ュ ー ト リ ノ - nucleus 応 area の is not qualitative に よ る system error の inhibit を refers し, Open new た に 発 し た structure in the three dimensional grid を hold つ water mark 検 extractor WAGASCI を with い た ニ ュ ー ト リ ノ anti 応 area の is accurate を target と し て い る. ま た coking water element mark に す seaborne る 応 area determination and the most mean で び の ミ ュ ー オ ン 検 out の た め に, T2K の existing 検 extractor で あ る Proton Module and び INGRID を そ れ ぞ れ with い て い る. 2018 annual の に may, in October 2017 よ り J - PARC で 継 続 し て い た anti ニ ュ ー ト リ ノ ビ ー ム デ ー タ の end し を, Approximately 95% of the <s:1> occurrence rate で stabilizes な operation 転を to achieve <s:1> た. Youdaoplaceholder4 <s:1> then デ デ タ タ analysis へ transition で Anti ニ ュ ー ト リ ノ alternate things like の sentaku gimmick を establish し た. WAGASCI と Proton Module で そ れ ぞ れ about 2000 の anti ニ ュ ー ト リ ノ alternate things like を reconstitution す る こ と に successful し た. October 2018 に は system error の see product も り も containing め を proposed し た analytical results, T2K anti 応 area measurement グ ル ー プ を pay え た agreement を 経 て, March 2019 に results を formula な も の と し た. ニ ュ ー ト リ ノ anti 応 area measurement で は ニ ュ ー ト リ ノ フ ラ ッ ク ス の ambiguity を by と す る system error about 10% と が で あ る が, Water と coking water element に す seaborne る ニ ュ ー ト リ ノ anti 応 area の than を と る こ と で こ れ を about 1% へ と inhibit す る こ と が で き た. Anti ニ ュ ー ト リ ノ ビ ー ム を with い た water と coking water element mark に す seaborne る ニ ュ ー ト リ ノ anti 応 area than に つ い て は T2K で early の determination results で あ る. Each target に す seaborne る broken area and び area than の の は theory to the test results to と statistics, system error の van 囲 で consistent し て お り, T2K ニ ュ ー ト リ ノ vibration analytical に with い ら れ て い る nucleus anti 応 モ デ ル の 頼 sex を confirmation letter し た.

项目成果

水標的格子型検出器WAGASCIを用いたT2K off-axis角1.5度における反ニュートリノ荷電カレント反応断面積の測定結果

使用水靶栅探测器WAGASCI在T2K离轴角1.5度处反中微子带电电流反应截面的测量结果

• 发表时间: 2019
• 作者: 金 賢一

Measurement of neutrino interactions on water and hydrocarbon with a 3D-grid detector in the WAGASCI experiment

在 WAGASCI 实验中使用 3D 网格探测器测量中微子对水和碳氢化合物的相互作用

• DOI: 10.5281/zenodo.1300662
• 发表时间: 2018
• 期刊: Zenodo
• 作者: Ken'ichi Kin;Naoya Kukita;Shinya Tanaka;Yoshihiro Seiya. and Kazuhiro Yamamoto
• 通讯作者: Yoshihiro Seiya. and Kazuhiro Yamamoto