Search for Majorana neutrino mass with the world's best sensitivity

以世界上最好的灵敏度寻找马约拉纳中微子质量

• 批准号: 22H04934
• 负责人: 清水 格
• 金额: $ 81.2万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04934/
• 关键词: 素粒子実験; 実験核物理; ニュートリノ

キセノンを使った二重ベータ崩壊探索の高感度化のため、宇宙線ミューオン核破砕由来の不安定核に対する測定精度の改善、改良液体シンチレータの性能測定、シンチレーション撮像装置の開発を行った。ミューオン事象直後の中性子捕獲によって生成される137Xeが新たに測定され、長寿命核とともにシミュレーションによる予測と良く一致していることが確かめられた。また、長寿命核と強く相関する多重中性子に注目し、中性子に対する新しい位置再構成の手法を導入して位置分解能を高めた。キセノン含有液体シンチレータのバルーン容器に対する不純物に対応するため、波長変換材（Bis-MSB）を含む改良液体シンチレータの開発を進めている。作製したリニアアルキルベンゼン（LAB）ベースの液体シンチレータはクリーンルームにおいて液液抽出による純化を行い、プロトタイプ検出器への導入と14本の20インチ高量子効率PMTによる観測を開始した。改良液体シンチレータの発光性能評価、放射性不純物量の測定、さらに長期安定性の確認のための観測を継続している。撮像装置は画角（有効体積）ができるだけ広くとれるように、光学系の最適化を行った。長寿命核の放射性崩壊と粒子追跡、さらに光学系設計ツールを組み合わせた計算を行い、目標とする性能を達成できる光学系を得た。バックグラウンドの除去を効率的に行うためには光センサーにおいて1 mm程度の位置分解能が必要であることが明らかになった。

High sensitivity of dual phase imaging, improvement of measurement accuracy of unstable nuclei caused by cosmic ray, improvement of performance measurement of liquid phase imaging, development of imaging device 137Xe is a new type of neutron capture system. It can be used to detect and predict the long life nucleus. A new method of position reconstruction is introduced to improve the performance of position decomposition. To prevent impurities from being detected in containers containing liquid scintillators, we are working on the development of improved liquid scintillators containing wavelength conversion materials (Bis-MSB). The process of purification and purification of the liquid in the laboratory and the introduction of the high quantum efficiency PMT in the laboratory were started. Evaluation of luminous properties of improved liquid crystals, determination of radioactive impurities, and determination of long-term stability The imaging device has an angle (with volume), and the optical system is optimized. Long-lived nuclear radioactive fallout, particle tracking, and optical system design were combined to calculate and achieve optical system performance. The position resolution of 1 mm is necessary for the removal rate of the light.

项目成果

KamLAND’s search for correlated low-energy electron antineutrinos with astrophysical neutrinos from IceCube

• DOI: 10.1016/j.astropartphys.2022.102758
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Astroparticle Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: S. Abe;S. Asami;M. Eizuka;S. Futagi;A. Gando;Y. Gando;T. Gima;A. Goto;T. Hachiya;K. Hata;K. Hosokawa;K. Ichimura;S. Ieki;H. Ikeda;K. Inoue;K. Ishidoshiro;Y. Kamei;N. Kawada;Y. Kishimoto;T. Kinoshita;M. Koga;M. Kurasawa;N. Maemura;T. Mitsui;H. Miyake;T. Nakahata;K. Nakamura;R. Nakamura;H. Ozaki;T. Sakai;H. Sambonsugi;I. Shimizu;J. Shirai;K. Shiraishi;A. Suzuki;Y. Suzuki;A. Takeuchi;K. Tamae;H. Watanabe;Y. Yoshida;Shuhei Obara;A. Ichikawa;S. Yoshida;S. Umehara;K. Fushimi;K. Kotera;Y. Urano;B. Berger;B. Fujikawa;J. Learned;J. Maricic;S. Axani;J. Smolsky;J. Lertprasertpong;L. Winslow;Z. Fu;J. Ouellet;Y. Efremenko;H. Karwowski;D. Markoff;W. Tornow;A. Li;J. Detwiler;S. Enomoto;M. Decowski;C. Grant;H. Song;T. O’Donnell;S. Dell’Oro

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）

Search for Supernova Neutrinos and Constraint on the Galactic Star Formation Rate with the KamLAND Data

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac7a3f
• 发表时间: 2022-04
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: S. Abe;S. Asami;M. Eizuka;S. Futagi;A. Gando;Y. Gando;T. Gima;A. Goto;T. Hachiya;K. Hata;K. Hosokawa;K. Ichimura;S. Ieki;H. Ikeda;K. Inoue;K. Ishidoshiro;Y. Kamei;N. Kawada;Y. Kishimoto;M. Koga;M. Kurasawa;N. Maemura;T. Mitsui;H. Miyake;T. Nakahata;K. Nakamura;R. Nakamura;H. Ozaki;T. Sakai;H. Sambonsugi;I. Shimizu;J. Shirai;K. Shiraishi;A. Suzuki;Y. Suzuki;A. Takeuchi;K. Tamae;H. Watanabe;Y. Yoshida;Shuhei Obara;A. Ichikawa;S. Yoshida;S. Umehara;K. Fushimi;K. Kotera;Y. Urano;B. Berger;B. Fujikawa;J. Learned;J. Maricic;S. Axani;L. Winslow;Z. Fu;J. Ouellet;Y. Efremenko;H. Karwowski;D. Markoff;W. Tornow;A. Li;J. Detwiler;S. Enomoto;M. Decowski;C. Grant;H. Song;T. O’Donnell;S. Dell’Oro

KamLAND-Zen実験における長寿命核バックグラウンドの低減に向けた新型イメージングディテクターの開発

开发新型成像探测器以减少 KamLAND-Zen 实验中的长寿命核背景

• 发表时间: 2023
• 作者: 森田大暉;清水格;井上邦雄;渡辺寛子
• 通讯作者: 渡辺寛子

Search for Majorana neutrinos

寻找马约拉纳中微子

• DOI: 10.1093/ptep/ptad038
• 发表时间: 2023
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Mori Chihiro;Aoki Naoya;Fujita Toshiyuki;Yamaguchi Shinji;Matsushima Toshiya;Homma Koichi J.;Shimizu Itaru
• 通讯作者: Shimizu Itaru