カムランドとは?:設置場所とカムランドエリア

ニュートリノは物質と反応しにくいため検出には大量の物質を必要とします。「カムランド」は世界最大(1000トン)の液体シンチレーターを用いたニュートリノ検出器です。その名前( KamLAND ) は Kamioka Liquid Scintillator Anti-Neutrino Detector 、すなわち「神岡液体シンチレーター反ニュートリノ検出器」のことで、...

カムランドとは?:(反)ニュートリノの検出方法

ニュートリノや反ニュートリノは、ごくまれにしか他の物質と反応しないため検出するのが大変難しい粒子です。 カムランドではこの低頻度のニュートリノ反応事象を検出するために、液体シンチレーターと呼ばれる発光性の油を用いています。 液体シンチレーターは...

ニュートリノとは?

物質を構成する最小の粒子を素粒子といいます。 現在確認されている素粒子は、陽子や中性子を構成するクオークと、電子の仲間であるレプトンに分類され、どちらも6種類あることが分かっています。レプトンの中で3種類は電荷がなく、これをニュートリノと言います。 ...

神岡·検出器について 1

カムランド検出器は岐阜県神岡町の神岡鉱山の地下 1,000メートルに掘られた直径 20 メートル、高さ 20 メートルの円筒形の大きな洞窟の中にあります。なぜ地下深くに検出器をおくかというと、地上では、宇宙線といる粒子が多量に降り注いでいて、微弱なニュートリノの信号を捕まえる時に邪魔になるからです。 宇宙線とは...

神岡·検出器について 2

カムランドでは、1,000 トンの液体シンチレーターを使ってニュートリノを捕まえます。 液体シンチレーター中で素粒子反応が起きた時出す光の量が、カミオカンデの場合のチェレンコフ光と呼ばれる光に比べ、桁違いに多いので、より低いエネルギーのニュートリノまで捕まえることが出来るのです。 自然界 ...

神岡·検出器について 3

このバッファーオイルと液体シンチレーターが入ったバルーンは、直径 18メートル、体積 3,000立方メートルのステンレスの球形タンクに入っています。このタンクは外側から見ると、地上のいろいろな所にある、緑色の丸い大きなガスタンクにそっくりです。ただし...

神岡·検出器について 4

このステンレスのタンクと洞窟の壁の間には、3,000 立方メートル(3千トン)の純水が満たされており、タンクは、完全に水の中に沈んでいます。250 本の光電子増倍管がこの水の中に沈められており、水の中を睨んでいます。この水の層は2つの役目をします。 一つめは...

神岡·検出器について 5

さて、光電子増倍管から出てくる電気信号は、カムランド検出器の外にある、電子回路で一旦増幅され、最後にはコンピューターが読めるようなデジタル信号に変換されます。この変換を行う電子回路は、アメリカのバークレー研究所によって、...

太陽7Beニュートリノの観測

太陽の中心では核融合反応によってエネルギーが発生しています。 核融合反応によって4つの水素の原子核(陽子)は1つのへリウムの原子核となり、このときに陽電子とニュートリノも発生します。地球上には1cm²あたり1秒間に660億個もの太陽ニュートリノがやってきています。 太陽ニュートリノは...

原子炉反ニュートリノを用いたニュートリノ振動の研究(1)

1970年頃に R.デービス博士によって太陽ニュートリノが初めて観測されましたが、そのニュートリノの数は理論予想よりもはるかに少ないという不思議な観測結果でした。それから30年、 さまざまな実験が行われ、また太陽理論の修正や改善がなされましたが、その差は埋まることはなく観測数は理論の予測に比べて少ないままでした。これを...

原子炉反ニュートリノを用いたニュートリノ振動の研究(2)

力ムランドでは観測データを増やし、2005年には515日の観測データを用いた結果を発表しました。この発表ではニュートリノ消失の有意性を99.998%の信頼度まで高めただけでなく、ニュートリノ振動固有のエネルギースペクトルのゆがみを観測し、ニュートリノ振動の直接証拠となる振動パターンをとらえることに成功しました。 さらに...

地球反ニュートリノの研究

地熱の測定により、地球内部で発生している熱量は44TW (テラワット=1兆ワット)と見積もられています。これは大型の原子炉1万5000基に匹敵する巨大な熱エネルギーです。このうち地球生成時の隕石の集積に起因する熱などのほかに、地球内部に含まれている放射性元素(ウラン 、トリウム 、力リウム )の崩壊で開放されるエネルギーが約20TWと考えられています。この熱は...

太陽CNOニュートリノの観測

太陽が核融合反応によってエネルギーを生み出していると提唱された時、このエネルギー生成の過程には2つの可能性があると考えられていました。1つはppチェインと呼ばれる過程、もう1つはCNOサイクルと呼ばれる過程です...

0νββ(二重ベータ)崩壊の探索

ニュートリノは電荷が無いため、それ自身が反ニュートリノである可能性があります。もしそうならば、我々をとり巻く世界、そして宇宙が反物質ではなく物質だけで出来ている事実が説明できるのではないかと考えられています...

Q & A

研究に関する皆様から寄せられた質問にお答えしております。質問がある方は、kamland_qaあっとawa.tohoku.ac.jp までお問い合わせ下さい。 【質問一覧】 Q1.カムランド実験での最初の実験結果が発表されましたが一体何がわかった のですか? Q2.それ(Q1)はどんな意義を持つのですか? Q3.ニュートリノの質量が何故そんなに大切なのですか? Q4.ニュートリノの研究でどのようなことがわかるのですか? Q5.スーパーカミオカンデでのニュートリノ質量の発見とどう関係あるのですか? Q6.太陽ニュートリノ問題とは何ですか? カムランドとどう関係があるのですか?...