Construction of n-O Reaction Model and Search for Supernova Relic Neutrinos in the Super-Kamiokande

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超新星背景ニュートリノ（SRN）に対する感度を高めるため、スーパーカミオカンデ（SK）の検出器内にさらにガドリニウム（Gd）を導入し、質量濃度を0.011%から0.03%まで上げた。私はこのGd導入作業に主要メンバーとして参加し、現地の研究者や業者の方々と積極的に意見交換しながら円滑に作業を進めた。結果、前回とほぼ同じ作業時間で前回の約2倍のGd導入を達成できた。また、大気ニュートリノシミュレーションで発生する中性子の個数が観測データよりも多いことが分かっていたが、その原因がニュートリノ-原子核反応なのか、その二次反応である核子-原子核反応なのかが分かっていなかった。そこで、核子-原子核反応モデルの違いによる発生中性子数の変化を調べた。結果、現在SKの検出器モンテカルロシミュレーション（MC）で使用中の核子-原子核反応モデルでは他のモデルと比べて発生中性子数が多いことが分かった。また、発生中性子数の少ない核子-原子核反応モデルを使ってもT2K実験の結果を再現できないことを示唆し、ニュートリノ-原子核反応モデルも見直す必要があることを指摘した。これらの結果および考察を国内外での会議やSK実験グループの全体会議で報告した。さらに、SRN探索の主な背景事象である大気ニュートリノの中性カレント準弾性散乱反応において、現在SKのMCで使用中の核子-原子核反応モデルでは脱励起ガンマ線も多く発生することが分かり、より精密な物理モデルをMCに導入することの重要性を指摘した。これらの結果および考察を国内会議やSK実験グループの会議で報告した。