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 理学部 物理学科 基礎物理学教室
 Fundamental Physics Laboratory

教授:
  渋谷 寛
  小川 了
■ 概要
ニュートリノ振動の研究(OPERA)
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1000例を超えるニュートリノ反応が解析された。その中から1例のタウニュートリノ反応候補が検出された。
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)
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。
B-ファクトリーにおけるCP対称性の破れの研究(KEK Belle)
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。さらにKEKでは,更なる高輝度実験に向けて,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。
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)
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。
磁場印加型エマルション検出器の基礎研究
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た。その結果,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も明らかになった。
重イオンビームによる核破砕反応の研究
放射線医学総合研究所の重イオンビームを用いた研究は,素粒子実験のために開発された原子核乾板の技術を核破砕反応の研究に応用し,医療分野や宇宙放射線環境分野にも貢献することを目標にしている。本研究室は破砕原子核の同位体分離用に永久磁石を用いたコンパクトエマルションスペクトロメーターを持ち込み,炭素ビームを照射して運動量測定精度を調べた。物理解析も進行中である。
■ Keywords
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
■ 当該年度の研究費受入状況
1.  平成21年度科学研究費補助金 基盤研究(C)  (研究課題番号:20540296)
 研究課題:ニュートリノ振動研究のための磁場印加型エマルション検出器の研究  (研究代表者:渋谷寛)
 研究補助金:1560000円  (代表)
■ 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
















小川 了   教授
理学博士
    35          
 13
(3)
 
 2
 
 
渋谷 寛   教授
理学博士
    5          
 13
(3)
 
 2
 
 
 0 0  0 0  0  0
(0)
 0
(0)
 0
(0)
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表














小川 了   教授
理学博士
         
 
 
渋谷 寛   教授
理学博士
         
 
 
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(0)
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 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 (  ):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
■ 刊行論文
原著
1. R. Acquafredda, C. Fukushima, M. Kimura, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  The OPERA experiment in the CERN to Gran Sasso neutrino beam.  Journal of Instrumentation  4 :P04018 , 2009
2. N. Agafonova, C. Fukushima, M. Kimura, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  The detection of neutrino interactions in the emulsion/lead target
of the OPERA experiment.  Journal of Instrumentation  4 :P06020 , 2009
3. T. Abe, C. Fukushima, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  Detectors and flux instrumentation for future neutrino facilities.  Journal of Instrumentation  4 :T05001 , 2009
4. K. Kuge, K. Hayashi, Y. Endo, N. Yasuda, C. Fukushima, M. Kimura,
H. Shibuya, A. Hasegawa, H. Kumagai, S. Kodaira and S. Ota:  Identification of Nuclear Fragments Formed During Fragmentation Reaction
with a Heavy-Ion Beam by Using a Hybrid Track Detector System
Combining Silver Halide Photographic Film and CR-39 Plastic Track Detectors.  Journal of the Society of Photographic Science and Technology of Japan  72 :209-213 , 2009
5. S. Aoki, T. Jin-ya, M. Kazuno, S. Ono, H. Shibuya, N. Yasuda et al.:  Nuclear capture at rest of Ξ- hyperons.  Nuclear Physics A  828 :191-232 , 2009
6. A. Sokolov, S. Ogawa et al.:  Measurement of the branching fraction for the decay Υ(4S)→Υ(1S)π+π-.  Physical Review D  79 :051103 , 2009
7. A. Sokolov, S. Ogawa et al.:  Measurement of the branching fraction for the decay Υ(4S)→Υ(1S)π+π-.  Physical Review D  79 :051103 , 2009
8. Y.-W. Chang, S. Ogawa et al.:  Observation of B0→Lamdba ant-Lambda K0 and B0 to Lambda ant-Lambda K*0 at Belle.  Physical Review D  79 :052006 , 2009
9. Y.-W. Chang, S. Ogawa et al.:  Observation of B0→Lamdba ant-Lambda K0 and B0 to Lambda ant-Lambda K*0 at Belle.  Physical Review D  79 :052006 , 2009
10. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  High-statistics study of neutral-pion pair production in two-photon collisions.  Physical Review D  79 :052009 , 2009
11. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  High-statistics study of neutral-pion pair production in two-photon collisions.  Physical Review D  79 :052009 , 2009
12. P. Pakhlov, S. Ogawa et al.:  Measurement of the e+e-→J/Ψc\bar{c} cross section at √s~10.6GeV.  Physical Review D  79 :071101 , 2009
13. P. Pakhlov, S. Ogawa et al.:  Measurement of the e+e-→J/Ψc\bar{c} cross section at √s~10.6GeV.  Physical Review D  79 :071101 , 2009
14. C. Liu, S. Ogawa et al.:  Search for X(1812) in B+→K±ωπ.  Physical Review D  79 :071102 , 2009
15. C. Liu, S. Ogawa et al.:  Search for X(1812) in B+→K±ωπ.  Physical Review D  79 :071102 , 2009
16. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  High-statistics study of ηπ0 production in two-photon collisions.  Physical Review D  80 :032001 , 2009
17. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  High-statistics study of ηπ0 production in two-photon collisions.  Physical Review D  80 :032001 , 2009
18. S.-H Kyeong, S. Ogawa et al.:  Measurement of Charmless Hadronic b→s Penguin Decays in the π+π-K+π- Final State and Observation of B0→ρ0K+π-.  Physical Review D  80 :051103 , 2009
19. S.-H Kyeong, S. Ogawa et al.:  Measurement of Charmless Hadronic b→s Penguin Decays in the π+π-K+π- Final State and Observation of B0→ρ0K+π-.  Physical Review D  80 :051103 , 2009
20. J. Wiechczynski, S. Ogawa et al.:  Measurement of B→D*sKπ branching fractions.  Physical Review D  80 :052005 , 2009
21. J. Wiechczynski, S. Ogawa et al.:  Measurement of B→D*sKπ branching fractions.  Physical Review D  80 :052005 , 2009
22. A. Zupanc, S. Ogawa et al.:  Measurement of y(CP) in D0 meson decays to the K0sK+K- final state.  Physical Review D  80 :052006 , 2009
23. A. Zupanc, S. Ogawa et al.:  Measurement of y(CP) in D0 meson decays to the K0sK+K- final state.  Physical Review D  80 :052006 , 2009
24. P. Chen, S. Ogawa et al.:  Observation of B+→p anti-Lambdaπ+π- at Belle.  Physical Review D  80 :111103 , 2009
25. P. Chen, S. Ogawa et al.:  Observation of B+→p anti-Lambdaπ+π- at Belle.  Physical Review D  80 :111103 , 2009
26. R. Louvot, S. Ogawa et al.:  Measurement of the Decay Bs0→Ds-π+ and Evidence for Bs0→Ds±K± in e+e- Annihilation at √s ~10.87GeV.  Physical Review Letters  102 :021801 , 2009
27. R. Louvot, S. Ogawa et al.:  Measurement of the Decay Bs0→Ds-π+ and Evidence for Bs0→Ds±K± in e+e- Annihilation at √s ~10.87GeV.  Physical Review Letters  102 :021801 , 2009
28. B.R. Ko, S. Ogawa et al.:  Observation of Doubly Cabbibo-Suppressed Decay D+s→K+K+π-.  Physical Review Letters  102 :221802 , 2009
29. B.R. Ko, S. Ogawa et al.:  Observation of Doubly Cabbibo-Suppressed Decay D+s→K+K+π-.  Physical Review Letters  102 :221802 , 2009
30. J.-T. Wei, S. Ogawa et al.:  Measurement of the Differential Branching Fraction and Forward-Backward Asymmetry for B→ K*l+l-.  Physical Review Letters  103 :171801 , 2009
31. J.-T. Wei, S. Ogawa et al.:  Measurement of the Differential Branching Fraction and Forward-Backward Asymmetry for B→ K*l+l-.  Physical Review Letters  103 :171801 , 2009
32. A. Limosani, S. Ogawa et al.:  Measurement of Inclusive Radiative B-meson Decays with a Photon Energy Threshold of 1.7GeV.  Physical Review Letters  103 :241801 , 2009
33. A. Limosani, S. Ogawa et al.:  Measurement of Inclusive Radiative B-meson Decays with a Photon Energy Threshold of 1.7GeV.  Physical Review Letters  103 :241801 , 2009
34. K. Inami, S. Ogawa et al.:  Precise measurement of hadronic tau-decays with an eta meson.  Physics Letters B  672 :209-218 , 2009
35. K. Inami, S. Ogawa et al.:  Precise measurement of hadronic tau-decays with an eta meson.  Physics Letters B  672 :209-218 , 2009
36. Y. Miyazaki, S. Ogawa et al.:  Search for Lepton-Flavor-Violating tau Decays into Lepton and f0(980) Meson.  Physics Letters B  672 :317-322 , 2009
37. Y. Miyazaki, S. Ogawa et al.:  Search for Lepton-Flavor-Violating tau Decays into Lepton and f0(980) Meson.  Physics Letters B  672 :317-322 , 2009
■ 学会発表
国内学会
1. ◎佐々木真人、小川了、安生純、石川巨樹、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告55:トリガー撮像.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
2. ◎佐藤修、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAのタウニュートリノ反応探索.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
3. ◎小川了、安生純、石川巨樹、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告53:観測報告.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
4. ◎森島邦博、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAの現状報告.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
5. ◎石川巨樹、小川了、安生純、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告54:光学閃光解析.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
6. ◎福田努、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAのニュートリノ反応点探索.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
7. ◎有賀悠人、小川了、渋谷寛、他 E373 Collaboration: エマルション中の多重散乱測定によるΞ粒子識別法(KEK-E373).  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
8. 今村美貴、多賀井里枝、小川了、他 Belle Arerogel RICHグループ: エアロジェルRICH検出器に向けた光検出器HAPDの中性子耐性についての評価.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
9. 多賀井里枝、小川了、他 Belle Arerogel RICHグループ: BelleII実験のためのAerogel-RICH検出器プロトタイプのビームテストによる性能評価.  日本物理学会第65回年次大会,  岡山大学津島キャンパス,  2010/03
10. ◎会田勇一、小川了、安生純、石川巨樹、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告52:光学閃光観測.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
11. ◎森島邦博、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAの解析Ⅰ.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
12. ◎石川巨樹、小川了、安生純、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告51:トリガー用ファーバー束の性能評価.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
13. ◎長縄直崇、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAの現状.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
14. ◎野々山芳明、渋谷寛、小川了、福島知佳、木村充宏、松尾友和、石田拓運、他 OPERA Collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAの解析Ⅱ.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
15. ◎野田浩司、小川了、安生純、石川巨樹、渋谷寛、渡邉由以、他 Ashra Collaboration: Ashra報告50:観測報告及びトリガー開発の現状.  日本物理学会2009年秋季大会,  甲南大学岡本キャンパス,  2009/09
国際学会
1. ◎K. Noda, S. Ogawa, H. Shibuya et al.(for Ashra Collaboration): VHE neutrino pilot observation with the Ashra detector.  31st Intl. Cosmic Ray Conf.,  Lodz, Porland,  2009/07
2. ◎S. Ogawa, H. Shibuya et al. (for Ashra Collaboration): Ashra Optical Transient Observation.  31st Intl. Cosmic Ray Conf.,  Lodz, Porland,  2009/07
  :Corresponding Author
  :本学研究者