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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2700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,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、2010年度は圧力センサーを用いて検出器を製作し、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。
■ 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22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:1170000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
















渋谷 寛   教授
理学博士
    3          1
 16
 
 
 2
 
小川 了   教授
理学博士
    15          
 17
 
 
 
 
 0 0  0 0  0  1
(0)
 0
(0)
 2
(0)
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表














渋谷 寛   教授
理学博士
         1
 
 2
小川 了   教授
理学博士
         
 
 
 0 0  0 0  0  1
(0)
 0
(0)
 2
(0)
(  ):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. N. Agafonova, C. Fukushima, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  Measurement of the atmospheric muon charge ratio with the OPERA detector.  European Physical Journal  C (67) :25-37 , 2010
2. N.J. Joshi, S. Ogawa et al.:  Measurement of the branching fractions for B0 → Ds*+π- and B0 → Ds*-K+ decays.  Physical Review D  81 :031101 , 2010
3. C.-C. Chiang, S.Ogawa et al.:  Search for Bo → K*0\barK*0, Bo → K*0K*0 and Bo → K+π-K-+π+- decays.  Physical Review D  81 :071101 , 2010
4. A. Poluektov, S. Ogawa et al.:  Evidence for direct CP violation in the decay B→D(*)K, D→Ksπ+π- and measurement of the CKM phase phi3.  Physical Review D  81 :112002 , 2010
5. M.J. Lee, S. Ogawa et al.:  Measurement of the barnching fractions and the invariant mass distributions for τ-→h-h+h-ντ decays.  Physical Review D  81 :113007 , 2010
6. K. Hara, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  Evidence for B- → τ- \barν with a semileptonic tagging method.  Physical Review D  82 :071101 , 2010
7. C.-C. Peng, S. Ogawa et al.:  Search for Bs0 → hh decays at the Υ(5S) resonance.  Physical Review D  82 :072007 , 2010
8. Y. Nakahama, S. Ogawa et al.:  Measurement of CP violating asymmetries in B0 → K+K-K0S decays with a time-dependent Dalitz approach.  Physical Review D  82 :073011 , 2010
9. K. Sakai, S. Ogawa et al.:  Search for CP violating charge asymmetry in B+- → J/ΨK+- decays.  Physical Review D  82 :091104 , 2010
10. K.-F. Chen, S. Ogawa et al.:  Observation of an enhancement in e+e-→Υ(1S)π+π-,Υ(2S)π+π-,Υ(3S)π+π- production around √s=10.89 GeV at Belle.  Physical Review D  82 :091106 , 2010
11. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  Measurement of eta eta production in two-photon collisions.  Physical Review D  82 :114031 , 2010
12. P. Urquijo, S. Ogawa et al.:  Measurement of |V(ub)| from inclusive charmless semileptonic B decays.  Physical Review Letters  104 :021801 , 2010
13. S. Uehara, S. Ogawa et al.:  Observation of a charmonium-like enhancement in the gamma gamma → omega J/Psi process.  Physical Review Letters  104 :092001 , 2010
14. B.R. Ko, S. Ogawa at al.:  Search for CP violation in the decays D+(s) → KS0π+ and D+(s) → KS0K+.  Physical Review Letters  104 :181602 , 2010
15. Y. Miyazaki, S. Ogawa et al.:  Search for lepton flavor violation tau- decays intp l-K0s and l-K0sK0s.  Physics Letters  B (682) :4-9 , 2010
16. N. Agafonova, C. Fukushima, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al.:  Observation of a first ντ candidate in the OPERA experiment in the CNGS beam.  Physics Letters  B (691) :138-145 , 2010
17. A. Bozek, S. Ogawa et al.:  Observation of B+ → Dbar*0 τ+ ντ and Evidence for B+ → Dbar0 τ+ ντ at Belle.  Physical Review D  82 :072005 , 2010
■ 学会発表
国内学会
1. ◎安生純,石川巨樹、小暮大輔,小川了,渋谷寛,辻川弘規,他 Ashra collaboration: ファイバー伝送系を用いたトリガー試験.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
2. ◎会田勇一、安生純,石川巨樹、小暮大輔,小川了,渋谷寛,辻川弘規,他 Ashra collaboration: Ashra観測報告.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
3. ◎石黒勝己,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおける核破砕片の研究.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
4. ◎石田拓運, 渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおけるτハドロン崩壊のバックグラウンドの研究2.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
5. ◎中塚裕司,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおけるECC内のガンマ線Pointing精度.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
6. ◎野々山芳明,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 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.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
7. ◎鈴木和也,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 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.  日本物理学会 第66回年次大会,  新潟市,  2011/03
8. ◎濱田要,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 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66回年次大会,  新潟市,  2011/03
9. ◎渋谷寛, 小川了, 福島知佳, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 三角尚治: 原子核乾板を用いたニュートリノ振動の研究.  2010年度(社)日本写真学会秋季研究発表会,  京都市,  2010/11
10. ◎安生純,小暮大輔,小川了,渋谷寛,辻川弘規,他 Ashra collaboration: Ashraトリガー用ファイバー束の製作及び性能評価.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
11. ◎吉田純也,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 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 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
12. ◎佐々木真人,小暮大輔,小川了,渋谷寛,辻川弘規,他 Ashra collaboration: Ashraを用いた新たな宇宙線解析.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
13. ◎松尾友和, 渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 石田拓運, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおけるτハドロン崩壊のバックグラウンドの研究.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
14. ◎石黒勝己,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおけるニュートリノ反応から出た核破砕片の研究.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
15. ◎太田一陽,安生純,小暮大輔,小川了,渋谷寛,辻川弘規,他 Ashra collaboration: Ashraによるガンマ線バースト光学閃光解析.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
16. ◎北川暢子,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 三角尚治 他 OPERA collaboration: ニュートリノ振動実験OPERAにおける電磁成分の解析.  日本物理学会 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
17. ◎濱田要,渋谷寛, 小川了, 木村充宏, 松尾友和, 石田拓運, 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 2010年秋季大会,  北九州市,  2010/09
  :Corresponding Author
  :本学研究者