T2K長基線ニュートリノ振動実験における電子ニュートリノ出現モードの探索

T2K长基线中微子振荡实验寻找电子中微子出现模式

• 批准号: 10J01016
• 负责人: 大谷 将士
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01016/
• 关键词: ニュートリノ振動; T2K; θ13; 前置検出器

[研究の動機]1998年のスーパーカミオカンデ(以下SK)によるν振動現象の確立以降、ν振動測定によってレプトン混合行列はクォーク混合行列と非常に異なる構造を持つことが明らかになった。この違いは現在の理解である素粒子標準理論では説明できない現象であり、新たな物理を切り開く鍵である。しかし、詳細研究には誤差の大きい混合角θ23の精密測定,上限値しか分かっていなかったθ13の探索が重要課題である。[研究方法]本研究課題であるT2K実験は、θ23の精密測定とθ13の探索を目的とした長基線ν振動実験である。J-PARC陽子加速器で生成したνμを295km離れたSKで観測することによって、θ23が関与するνμ→νx振動モードとθ13が関与するνμ→νe振動モードの測定を行う。SKで予想されるνμ・νeイベント数はθ23ならびにθ13に依存するため、予想イベント数と実測値を比較することによりθ23とθ13を決定することができる。[特色と問題点・解決方法]T2Kは世界初の試みであるオフアクシス法によって世界最高感度を達成する。オフアクシス法とは、ビーム中心軸をSK方向軸から少しずらしてSKにおけるシグナル数を増やすと同時に、バックグラウンド数を減らす手法である。しかし、ビーム中心軸と予想イベント数の間に強い相関があるため、ビーム中心軸を精度よく(<<1mrad)測定・モニターすることが必須となる。そこで、ビーム中心軸上に置かれた前置検出器INGRIDを用いてビーム中心軸を同定する。[研究成果1:INGRIDを用いて目標精度でビーム中心軸を測定することに成功]私はINGRIDの解析をゼロから確立し、ビーム中心軸を0.4mrad精度で測定することに成功した(NIMAより出版予定)。[研究成果2:世界で初めて有限θ13の兆候を発見、世界最高水準のθ23精密測定に成功]2010年1月から2011年3月までのデータを用いて世界で初めて有限θ13の兆候を発見した(PRL1O7:041801,2011)。さらにνμ→νx振動モードの解析を行い、世界最高水準のθ23測定に成功した(PRD85:031103,2012)。

[Motivation for research]1998: Establishment of vibration phenomena in order to reduce vibration, measurement of vibration, mixing of columns, mixing of columns, very different structures. The standard model of elementary particles is the key to explain the phenomena and new physics. Detailed study on the precision measurement of mixing angle θ23 and the upper limit of mixing angle θ13 is an important topic. [Method] This research topic is about the precise measurement of T2K and θ23 and the exploration of θ13. The J-PARC positron accelerator generates ν μ at 295km from SK to SK to measure ν μ at θ23 to νx vibration at θ13 to ν μ at SK to SK to SK is expected to be determined by comparing the number of expected events with the measured value θ23 θ 13. [Features and Problems] T2K is the first test in the world. The number of positions in the center axis SK direction axis increases, decreases, and decreases. The central axis of the measurement is determined with an accuracy of <<1mrad. The central axis of the detector INGRID is located on the central axis. [Research Result 1:INGRID was successfully determined with accuracy of 0.4mrad for the purpose of application] INGRID analysis was successfully determined with accuracy of 0.4mrad for the purpose of application (NIMA publication was scheduled). [Research Result 2: Early detection of θ13 in the world, successful precision measurement of θ23 at the highest level in the world] January 2010 March 2011 Early detection of θ13 in the world (PRL1O7:041801, 2011). The analysis of the vibration of νμ→νx was carried out successfully, and the θ23 measurement was successfully determined at the highest level in the world (PRD85:031103,2012).

项目成果

Improved measurement of neutral current coherent $￥pi^O$ production on carbon in a few-GeV neutrino beam

改进了几GeV中微子束中碳上中性电流相干$￥pi^O$产生的测量

• 发表时间: 2010
• 期刊: Phys.Rev.D
• 作者: Y.Kurimoto;et al
• 通讯作者: et al

Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-Produced Off-Axis Muon Neutrino Beam

• DOI: 10.1103/physrevlett.107.041801
• 发表时间: 2011-07-18
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Abe, K.;Abgrall, N.;Zmuda, J.
• 通讯作者: Zmuda, J.

Results from T2K

T2K 的结果

• 发表时间: 2012
• 作者: Igata;Takahisa and Ishihara;Hideki and Takamori;Yohsuke,;吉村太彦,大饗千彰,川口建太郎,久間晋,谷口敬,唐健,中嶋享,中野逸夫,南條創,福見敦,宮本祐樹,百瀬孝昌,笹尾登,若林知成,山口琢也,湯浅一生;相川祐理;坂下健
• 通讯作者: 坂下健

First Result with T2K Neutrino Beam Monitor INGRID

T2K 中微子束监测仪 INGRID 的第一个结果

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Kurimoto;et al;大谷将士;大谷将士;大谷将士;M.Otani
• 通讯作者: M.Otani

Measurement of Inclusive Neutral Current Neutral piO Production on Carbon in a Few-GeV Neutrino Beam

几 GeV 中微子束中碳上包容中性电流中性 piO 产生的测量

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review D81
• 作者: Y.Kurimoto;et al.(SciBooNE collaboration)
• 通讯作者: et al.(SciBooNE collaboration)