理学部 物理学科 基礎物理学教室
Fundamental Physics Laboratory
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■ 概要
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ニュートリノ振動の研究（OPERA）
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国際協力実験OPERAはニュートリノ振動の結果出現した異種ニュートリノを検出してこの現象の確認に決着をつけることを目指している。欧州原子核研究機構（CERN）から発射されたミューニュートリノビーム中にタウニュートリノが出現することを約730km離れたグランサッソ地下研究所で観測する。タウニュートリノ反応はタウレプトンの特徴的な崩壊を高分解能の原子核乾板（エマルションフィルム）で観測して識別する。標的質量1250トンの実験装置は原子核乾板・鉛板を積層したECC検出器と電気信号検出器を組み合わせて製作，建設されたものである。2008年から本格的な照射実験が始まった。同時に集められたニュートリノ反応の測定も急ピッチで進められ，すでに4100例を超えるニュートリノ反応が解析された。その中から2例のタウニュートリノ反応候補が検出されている。
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Kビームによるダブルハイパー核とH粒子の研究 （KEK E373，J-PARC E07）
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KEK-PSのKビームをエマルション・ハイブリッド実験装置に打ち込み，準自由反応Kp→KΞにより生成されたΞ粒子をエマルション中で静止吸収させ，その結果生成されるS＝-2 原子核を観測し，詳細に解析する。この手法で世界初の確実なダブルハイパー核の観測に成功したE176実験に続き，検出器を改良したE373実験も本格的な解析が進行中でラムファ等のダブルハイパー核崩壊事象が次々に観測されている。さらに，大強度陽子加速器施設（J-PARC）でもその特長を生かしたE07実験を準備中である。
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B-ファクトリーにおけるCP対称性の破れの研究（KEK Belle）
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B-ファクトリーは高エネルギー加速器研究機構（KEK）において8.0GeVの電子と3.5GeV の陽電子を衝突させることによりボトム・クォーク対を大量に生成し，「CPの破れ」の起源を探る計画である。本研究室は粒子同定装置の開発を他の研究機関と共同で推進し，実際にBelle検出器内部に設置した。2001年7月のB中間子における間接的CP非保存の発見，2003年度には直接的CP非保存の発見，数種類以上の新粒子の発見が報告され，豊富な物理を提供している。KEKでは，Belle実験の更なる高輝度実験であるBelleII実験に向けて，Belle検出器のアップグレードを計画している。粒子同定装置では，端管部を従来の閾値型エアロゲル検出器から、輻射体にエアロゲルを用いたリングイメージチェレンコフ検出器へのアップグレードを計画しており，本研究室も検出器要素の開発に参加している。本研究室では，特に，チェレンコフリングの検出に用いるため，2次元に多チャンネル化した，アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を組み込んだ，ハイブリッド型の光電子増倍管（HAPD）の開発に取り組んでいる。2013年度は、ＡＰＤの膜構造を最適化することにより、放射線、中でもガンマ線を照射したときに生じるＡＰＤのブレークダウンを抑制出来ることが分かり、放射線耐性を持つHAPDの量産に目途がついた。
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全天監視宇宙線望遠鏡による高エネルギー宇宙線の観測実験（Ashra）
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Ashraは全天を覆う視野を持ち，イメージインテンシファイアを用いた高精度広視野光電撮像系を持つ望遠鏡ステーション3基を米国ハワイ島に建設し，光学閃光観測，TeV領域のガンマ線，高エネルギー核子，および高エネルギーニュ-トリノの同時観測が可能な宇宙線望遠鏡である。2005年7月にハワイ島のマウナロア山頂のAshra観測地に対してハワイ州から土地の利用許可が下り，ステーションの建設を開始した。2007年度夏に大規模な集中建設を行い，27機の集光器を収めるシェルターがサイトに完成した。2008年6月より物理観測を開始した。2008年12月には、GRB天体からの閃光観測と地球かすりニュートリノ観測の同時が実現した。2012年1月から2013年３月まで第３期観測を行い1950時間のトリガー観測データを取得した。
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磁場印加型エマルション検出器の基礎研究
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将来のニュートリノ振動実験ではニュートリノ反応と反ニュートリノ反応の識別が重要で，その実現のため有望視されている検出器候補の一つが磁場印加型エマルション検出器である。その基礎研究として各種のビーム照射実験を行っている。2009年度はCERN 陽子シンクロトロン(PS)において２種類の磁場印加型エマルション検出器にπ ビームと電子ビームを照射し，10 GeV/cにおいても十分な運動量測定精度・電荷識別能力が得られることがわかった。一方，エマルション検出器製作上の課題、フィルムの固定が不十分という問題も明らかになった。そこで、圧力センサー装着した検出器を製作し、宇宙線照射実験を行った。その結果、フィルム固定に適した圧力を見出すことができた。
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■ Keywords
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素粒子実験, ニュートリノ, B-ファクトリー, ダブルハイパー核, 高エネルギー宇宙線, エマルション, 原子核乾板
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■ 当該年度の研究費受入状況
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1.
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科研費（基盤研究（Ｃ））
(研究課題番号：23540347)
研究課題：磁場印加型エマルション検出器を用いたニュートリノ振動実験
(研究代表者：渋谷寛)
研究補助金：2025070円 (代表)
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2.
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科研費（基盤研究（Ａ））
(研究課題番号：24244027)
研究課題：オペラ検出器によるニュートリノの研究
(研究分担者：渋谷寛)
研究補助金：500000円 (分担)
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■ 当該年度研究業績数一覧表
| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
| 和文 | 英文 |
和文 | 英文 |
国内 | 国際 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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小川 了
教授
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| | | 19 |
| | | |
| |
1
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27
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|
1
|
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渋谷 寛
教授
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| | | 4 |
| | | |
| |
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28
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1
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| 計 |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
1
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
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| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
和
文 | 英
文 |
和
文 | 英
文 |
国
内 | 国
際 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
|
小川 了
教授
|
| |
| |
|
1
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|
渋谷 寛
教授
|
| |
| |
|
|
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| 計 |
0 | 0 |
0 | 0 |
0 |
1
(0) |
0
(0) |
0
(0) |
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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■ 刊行論文
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原著
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1.
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T. Adam, T. Fukuda, H. Ishida, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al.：
Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam.
Journal of High Energy Physics
10
：093/1
-34
, 2012
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2.
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T. Adam, T. Fukuda, H. Ishida, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al.：
Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam using the 2012 dedicated data.
Journal of High Energy Physics
10
：153/1
-13
, 2013
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3.
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B.R. Ko, S. Ogawa et al.：
Search for CP Violation in the Decay D+→K0SK+.
Journal of High Energy Physics
(1302)
：098
-112
, 2012
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4.
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T. Fukuda, S. Fukunaga, H. Ishida, K. Kodama, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya, and J. Sudo：
Automatic scanning of nuclear emulsions with wide-angle acceptance for nuclear fragment detection.
Journal of Instrumentation
8
：P01023/1
-12
, 2013
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|
5.
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M. Kimura, H. Ishida, H. Shibuya, S. Ogawa, T. Matsuo, C. Fukushima, G. Takahashi, K. Kuge, Y. Sato, I. Tezuka, S. Mikado：
A new method to correct deformations in emulsion using a precise photomask.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A
711
：1
-7
, 2013
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6.
|
V. Gaur, S. Ogawa et al. ( BELLE Collaboration )：
Evidence for the decay B0→K+K−π0.
Physical Review D
87
：091101
, 2013
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7.
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X.H. He, S. Ogawa et al. ( BELLE Collaboration )：
Search for the process e+e−→J/ψ+X(1835) at √s~10.6 GeV.
Physical Review D
89
：032003
, 2013
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8.
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H. Aihara, S. Ogawa et al.：
First Measurement of φ3 with a Model-independent Dalitz Plot Analysis of B→DK, D→KSππ Decay.
Physical Review D
(85)
：112014
, 2012
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|
9.
|
K. Negishi, S. Ogawa et al.：
Search for the decay B0→DK∗0 followed by D→K−π+.
Physical Review D
(86)
：011101
-011106
, 2012
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10.
|
C.P. Shen, S. Ogawa et al：
First observation of exclusive Υ(1S) and Υ(2S) decays into light hadrons.
Physical Review D
(86)
：031102
-031108
, 2012
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|
11.
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J. Stypula, S. Ogawa et al：
Evidence for B−→D+SK−ℓ−\bar{ν}ℓ and search for B−→D∗+SK−ℓ−\bar{ν}ℓ.
Physical Review D
(86)
：072007
, 2012
|
|
12.
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S. Uehara, S. Ogawa et al.：
Measurement of γγ∗→π0 transition form factor at Belle.
Physical Review D
(86)
：092007
-092036
, 2012
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13.
|
J. Dalseno, S. Ogawa et al.：
Measurement of Branching Fraction and First Evidence of CP Violation in B0→a±1(1260)π∓ Decays.
Physical Review D
(86)
：092012
-092033
, 2012
|
|
14.
|
U. Tamponi, S. Ogawa et al：
Study of the Hadronic Transitions Υ(2S)→(η,π0)Υ(1S) at Belle.
Physical Review D
(87)
：011104
-011109
, 2012
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|
15.
|
D. Liventsev, S. Ogawa et al.：
Search for heavy neutrinos at Belle.
Physical Review D
(87)
：071102
-071113
, 2013
|
|
16.
|
I. Adachi , S. Ogawa et al.：
Measurement of B−→τ−\bar{ν}τ with a Hadronic Tagging Method Using the Full Data Sample of Belle.
Physical Review Letters
(110)
：131801
-131807
, 2012
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17.
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Y. Miyazaki, S. Ogawa et al.：
Search for Lepton-Flavor-Violating and Lepton-Number-Violating τ→ℓhh′ Decay Modes.
Physics Lettes B
(719)
：346
-359
, 2012
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18.
|
Y. Miyazaki, S. Ogawa et al.：
Search for lepton-flavor and lepton-number-violating τ→lhh′ decay modes.
Physics Lettes B
(729)
：346
-353
, 2013
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■ 学会発表
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国内学会
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1.
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◎吉田純也、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおける反応点探索手法の改良.
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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2.
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◎白石卓也、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおけるインターフェース乾板での飛跡検出効率向上.
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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3.
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◎佐々木真人、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashra全体報告.
日本物理学会,
広島大学東広島キャンパス,
2013/03
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4.
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◎小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashra-I トリガー読み出し較正.
日本物理学会,
広島大学東広島キャンパス,
2013/03
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5.
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◎佐藤修、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAの最新結果.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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6.
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◎松尾友和、渋谷寛、小川了、福田努、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるτハドロン崩壊バックグラウンド推定値の評価.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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7.
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◎須藤純、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、牧野隆起、福永匠吾：
原子核乾板における大角度飛跡測定のための自動飛跡読取装置の開発.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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8.
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◎石黒勝己、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおける崩壊事象探索１.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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9.
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◎石田拓運、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるタウ崩壊事象に対するハドロンバックグラウンド研究.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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10.
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◎中塚裕司、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおける崩壊事象探索２.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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11.
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◎長縄直崇、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAの現状.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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12.
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◎土田勇介、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、福永匠吾：
原子核乾板自動飛跡選別装置FTSの開発.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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13.
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◎福田努、渋谷寛、小川了、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、福永匠吾：
最新鋭原子核乾板自動飛跡選別装置FTSを用いたOPERA実験の解析.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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14.
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◎牧野隆起、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるGran Sasso 研究所現地での Brick Handling 現状.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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15.
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◎鈴木平、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるタウ・ハドロン崩壊バックグラウンドの新しい運動量領域解析.
日本物理学会 第68回年次大会,
広島大学東広島キャンパス（東広島市）,
2013/03
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16.
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◎高田巧磨、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashraトリガーシステムによる観測.
日本物理学会,
京都産業大学,
2012/09
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17.
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◎佐々木真人、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashra全体報告.
日本物理学会,
京都産業大学,
2012/09
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18.
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◎鹿子畑千也子、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
AshraによるPeV空気シャワー観測.
日本物理学会,
京都産業大学,
2012/09
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19.
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◎浅岡陽一、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashraによるタウニュートリノ探査.
日本物理学会,
京都産業大学,
2012/09
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20.
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◎佐藤修、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAの解析状況.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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21.
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◎中塚裕司、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおけるショートフライト崩壊事象探索.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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22.
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◎白石卓也、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAの反応点探索バイアスの研究.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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23.
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◎小松雅宏、渋谷寛、小川了、福田努、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるニュートリノ速度測定.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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24.
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◎石黒勝己、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおける崩壊事象の解析.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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25.
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◎石田拓運、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
OPERA実験におけるテストビームを用いたハドロンバックグラウンド解析とその低減.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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26.
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◎北川暢子、渋谷寛、小川了、福田努、松尾友和、石田拓運、土田勇介、梶原崇史、鈴木平、須藤純、牧野隆起、三角尚治、他 OPERA Collaboration：
ニュートリノ振動実験OPERAにおけるνμ→νe振動解析.
日本物理学会 2012年秋季大会,
京都産業大学（京都市）,
2012/09
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27.
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◎H. Motz、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Ashra-I Observation and Run Control.
日本物理学会,
広島大学東広島キャンパス,
2013/03
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28.
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◎H. Motz、小川了、渋谷寛他 Ashra Collaboration：
Current Observation Status of Ashra.
日本物理学会,
京都産業大学,
2012/09
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国際学会
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1.
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◎H. Shibuya, H. Ishida, M. Kimura, T. Fukuda, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, A. Sheshukov, F. Di Capua, A. Ben Dhahbi, J. Kawada, et al., The OPERA Collaboration：
Study of hadron interactions in OPERA-like bricks.
The XXV International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics,
Kyoto TERRSA (Kyoto, Japan),
2012/06
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