ニュートリノで「粒子と反粒子の振る舞いの違い」の大きさを表す 「CP位相角」を大きく制限(T2K実験)

当研究室が参加するT2K実験は、ニュートリノが空間を伝わるうちに別の種類のニュートリノに変化するニュートリノ振動という現象において「粒子と反粒子の振る舞いの違い」の大きさを決める量に、世界で初めて制限を与えることに成功しました。

今回の観測結果と最も良く合うCP位相角の値(矢印)と、各信頼度で排除された範囲(灰色部分)。理論的に取り得る値の範囲の半分近くを99.7%以上の信頼度で排除しました。

CP位相角と呼ばれるこの量は、ニュートリノの基本的性質を示す量の一つであり、理論的には-180度から180度の値を取り得ますが、これまで全く値がわかっていませんでした。今回の結果では、CP位相角の取り得る値の範囲の半分近くを99.7%(3シグマ)の信頼度で排除することに成功しました。ニュートリノについての未解明の問題の一つである、「粒子と反粒子が異なる振る舞いをするかどうか」という問題に大きく迫る成果です。この結果は,2020年4月16日にNature誌に掲載されました。

T2K実験グループは、前置検出器を改良して測定精度をさらに高める計画を進めています。当研究室の横山将志教授は、この前置検出器改良計画のリーダーとして、研究室メンバーとともに世界10カ国の研究者やCERN研究所等と共同でプロジェクトを推進しています。T2K実験では、今後さらにデータを蓄積することで、CP対称性の破れの検証を進めていきます。また、次世代の実験として、スーパーカミオカンデの約10倍の有効体積を持つハイパーカミオカンデの建設が2020年から開始されました。当研究室は、ハイパーカミオカンデ実験にも参加しており、今後も素粒子と宇宙の研究を続けていきます。

ニュートリノで「粒子と反粒子の振る舞いの違い」の大きさを表す
「CP位相角」を大きく制限 (東京大学大学院理学系研究科・理学部)

“Constraint on the Matter-Antimatter Symmetry-Violating Phase in
Neutrino Oscillations,” K. Abe et al. (T2K Collaboration), Nature Vol.580, pp.339-344 (2020) DOI:10.1038/s41586-020-2177-0″Constraint on the Matter-Antimatter Symmetry-Violating Phase in
Neutrino Oscillations,” K. Abe et al. (T2K Collaboration), Nature Vol.580, pp.339-344 (2020) DOI:10.1038/s41586-020-2177-0

Belle II実験から最初の物理成果 ––暗黒物質探索の新しい窓を開く––

Belle II 国際共同実験の最初の物理結果が、Physical Review Letters 誌に発表されました。 この成果は、宇宙の物質の85%を占めるとされる暗黒物質と通常の物質をつなぐ窓口となる新粒子の初めての探索結果として注目され、同誌の「Editors’ Suggestions」に選ばれました。

詳しくは,高エネルギー加速器研究機構(KEK)のページをご覧ください。

T2K実験・前置検出器アップグレードに向けた会議

2020年1月20-22日に,CERNにて前置検出器アップグレードに関する会議を開催しました。

T2K実験では,ニュートリノ-原子核反応をより精密に測定し,ニュートリノ振動測定の系統誤差を削減するために,J-PARC内に設置した前置検出器の一部を新しいものに置き換える,アップグレード計画を進めています。
この計画では,当研究室の横山が全体の責任者を,岩本がソフトウェアグループのリーダーを務めているほか,大学院生が開発の中心として参加しています。

10カ国とCERNが参加するこの国際プロジェクトを推進するため,CERNとJ-PARCで定期的に会議を開いています。今回の会議では,大学院生の江口と鞠谷が研究報告を行いました。

J-PARC加速器施設 無料見学ツアー 2019

2019/6/8(土)に,主に 東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻での素粒子原子核実験・加速器分野(A2サブコース)での研究に興味がある学部生を主な対象に,世界最高クラスの強度を持つ陽子加速器施設,J-PARCの見学会を開催します。

詳細については,以下のページをごらんください。(参加登録は締め切りました)

J-PARC 施設見学ツアー 2019

物理学専攻 A2サブコースには,J-PARCで世界最先端の研究を行なっている以下の教員が所属しています。

  • 小沢 恭一郎(高エネルギー加速器研究機構)
  • 小関 忠(高エネルギー加速器研究機構)
  • 齊藤 直人(高エネルギー加速器研究機構)
    • ミューオンの磁気及び電気双極子モーメントの測定による,標準模型を超えた新たな物理の探索
    • 研究室ホームページ
  • 横山 将志(東京大学 大学院理学系研究科)

ダークマターは原始ブラックホールではなかった!?

本研究室の大学院生 新倉広子さんの研究成果が,Nature Astronomyに掲載されました。新倉さんたちは,ハワイのすばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ Hyper Suprime-Camでアンドロメダ銀河を観測しそのデータを解析することで,ダークマターの候補かもしれないと考えられていた原始ブラックホールの存在量に制限をつけました。
新倉さんはこの研究で昨年度博士号を取得しました。

Kavli IPMUのニュースページもご覧ください。
https://www.ipmu.jp/ja/20190402-PrimordialBlackHole

Nature Astronomy 掲載の論文はこちら
https://doi.org/10.1038/s41550-019-0723-1

T2K前置検出器アップグレード計画のレビュー委員会を開催

2018年12月8日-9日に,茨城県東海村でT2K前置検出器アップグレード計画のレビュー委員会が開かれました。この委員会は,当研究室が中心となって進めているアップグレード計画を審査するために,高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所の元に組織されたものです。

二日間の会議では,T2K実験のメンバーがアップグレード計画の詳細を説明し,委員からの質問に答えました。会議の最後には委員会からのまとめとして,計画の重要性を認め,2021年の完成に向けて前置検出器アップグレードを完成させるように努めるべきであるという報告がありました。

前置検出器アップグレードレビュー委員会の様子。