マヨラナニュートリノ質量検証のためのキセノン二重ベータ崩壊実験の高感度化

提高马约拉纳中微子质量验证的氙双贝塔衰变实验的灵敏度

• 批准号: 22H00125
• 负责人: 清水 格
• 金额: $ 26.12万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00125/
• 关键词: ニュートリノ; 素粒子実験; 実験核物理

検出器の極低放射線環境と拡張性において非常に優れた性能を発揮し、世界の実験を大きくリードするKamLAND-Zen実験では、約750 kgの同位体濃縮Xeを液体シンチレータに溶かし込み、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索によってマヨラナ質量の高感度検証を行う。現行の検出器の性能では検出感度はバックグラウンド源となる宇宙線ミューオン起源の長寿命核と通常の二重ベータ崩壊によって制限されてしまう。本研究では、検出感度のさらなる改善のためシンチレーション光撮像装置を利用したガンマ線事象識別と多重中性子タグの改良によるバックグラウンド削減を実現する。本研究において新しい低バックグラウンド化技術が確立した場合、将来検出器の高性能化を計画するKamLAND2-Zenによって、有効質量（> 20 meV）までの検証による質量階層構造の解明が期待できる。本年度は、撮像用ミラーの開発と位置分解能の評価を行う。ミラーは乱反射の寄与を抑えるため、鏡面処理によって蒸着面をできるだけ平滑にする。さらに、蒸着後のミラー表面には耐油性のある保護コーティングを行い、液体シンチレータ中における光反射性能の長期安定性を保証する。位置分解能はLED点光源の測定によって確認し、問題があれば製作過程に修正を加える。以上のように研究を進めていたが、本研究を拡張した基盤研究（S）が採択されたため、この基盤研究（A）としての研究課題は終了となった。

検 extractor の is extremely low radiation environment と company, extensional に お い て very に optimal れ た performance を 発 し, の world be 験 を big き く リ ー ド す る KamLAND - Zen be 験 で は, about 750 Kg の with a body enrichment Xe を liquid シ ン チ レ ー タ に soluble か し 込 み, ニ ュ ー ト リ ノ を with わ な い double ベ ー タ collapse 壊 explore に よ っ て マ ヨ ラ ナ quality の line card 検 を う Gao Gan degrees. Current の 検 extractor の performance で は 検 out sensitivity は バ ッ ク グ ラ ウ ン ド source と な る cosmic ray ミ ュ ー オ ン origin の long-life nuclear と の usually double ベ ー タ collapse 壊 に よ っ て limitations さ れ て し ま う. This study で は, 検 sensitivity の さ ら な る improve の た め シ ン チ レ ー シ ョ を ン pinch of light like a device using し た ガ ン マ line recognition と multiple events the temper タ グ の improved に よ る バ ッ ク グ ラ ウ ン ド cut を be presently す る. This study に お い て new し い low バ ッ ク グ ラ ウ ン ド technology が establish し た occasions, future 検 extractor の high-performance を project す る KamLAND2 - Zen に よ っ て, quality of services (> 20 meV) ま で の 検 card に よ る quality class structure の interpret が expect で き る. For this year, <s:1> and image analysis will be conducted using the positions of ラ ラ and <s:1> development と to analyze and evaluate 価を lines う. Youdaoplaceholder0 ラ ラ <s:1> random reflection <s:1> is sent to を or えるため, mirror surface treatment によって steaming surface をで るだけ るだけ smooth にする. さ ら に, steamed after the の ミ ラ ー surface に は oil resistance の あ る protection コ ー テ ィ ン グ を い, liquid シ ン チ レ ー タ in に お け る light reflection performance の long-term stability を guarantee す る. Position decomposition can <s:1> LED point light source <s:1> measurement によって confirmation によって, problem があれば production process に correction を add える. Above の よ う を に research into め て い た が, this study を company, zhang し た base plates (S) が mining 択 さ れ た た め, こ の base plates (A) と し て の research topic は end と な っ た.

项目成果

University of California, Berkeley/Lawrence Berkeley National Laboratory/Massachusetts Institute of Technology(米国)

加州大学伯克利分校/劳伦斯伯克利国家实验室/麻省理工学院（美国）

University of Amsterdam(オランダ)

阿姆斯特丹大学（荷兰）

カムランド

卡姆兰