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博士論文発表会 2014 吉田学立

Limit on Majorana Neutrino Mass with Neutrinoless Double Beta Decay from KamLAND-Zen

(KamLAND-Zenでのニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊測定によるニュートリノのマヨラナ質量への制限)


博士課程3年 吉田学立

本研究では、東北大学が所有するニュートリノ検出器KamLANDを用い、
Xe-136のニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の半減期を測定し、
ニュートリノのマヨラナ質量への制限を行いました。
二重ベータ崩壊とは、非常に稀な崩壊反応であり、
通常、半減期が10^19年以上と長く、測定は簡単ではありません。
更に、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊が標準理論を超える新しい物理として予測されており、
この半減期を測定することで、未だに明らかにされていないニュートリノの質量へ制限を与えることができます。

KamLAND-Zen実験では、崩壊核としてXe-136を約300kg用意し、
直径3メートルのプラスティックバルーンと供にをKamLAND検出器の中に沈め、
Xe-136からの崩壊信号を観測しました。
測定が開始された2011年秋からの213日のデータを解析し、
ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊反応の探索を行いました。
その結果、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊反応事象は発見されませんでしたが、
半減期の下限値が得られ、これまでで最も厳しい制限をニュートリノのマヨラナ質量へ与えることに成功しました。また、本研究結果の詳細は、下記の学術雑誌、及び、オンラインアーカイブ上に掲載されております。
Physical Review Letter:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i6/e062502
arXiv:http://arxiv.org/abs/1211.3863
日本語解説:http://www.awa.tohoku.ac.jp/KamLAND/ResearchResults/results_1211.3863_j.html

2014年1月30日

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