4. 日本におけるニュートリノ実験
•
近未来（∼10年以内）：T2K, Super-Kamiokande, KamLAND
•
T2K：ビームを増強し（J-PARC 750kW達成）、データ量を
10倍に⇨ CPの破れに2 3σの感度で迫る
•
Super-K：大気ニュートリノのデータを蓄積（ 2） ⇨ 質量
階層性を２σの感度で測定
•
KamLAND：低バックグラウンド化、エネルギー分解能向上、
標的（Xe）増量⇨<mββ>
•
0.02eV/c
将来（ 10年後に結果←早期スタート）：Hyper-Kamiokande
•
•
•
ニュートリノCPの発見と精密測定
質量階層性の決定
陽子崩壊の探索（発見）、宇宙ニュートリノ観測、etc..
14
14年9月16日火曜日
Super Kamiokande
J-PARCニュートリノビーム
“far” detector (FD)
•~1MW×7~8年：7.5MW・year
Kamioka
Tokai
ν
→ν
probability
μ
e
•ニュートリノ・反ニュートリノビーム
295 km
J-PARC Accelerator@Tokai
Normal hierarchy
P(νμ→νe) 出現確率
(順質量階層性を仮定) anti-neutrino
neutrino
sin 2 =0.1
sin 2 =0.1from
~500 collaborators
neutrino
anti-neutrino
0.1
0.1
0.08
=0
= 1/2
=
= -1/2
e)
0.04
0.08
13
= 0nation
58 institutions, 12
= 1/2
=
= -1/2
Intense ~600 MeV νµ beam for
0.04
neutrino oscillation studies
0.06
P(
P(
0.06
2
13
e)
2
0.02
0.02
• High sensitivity search for θ13
0
0
2
of θ23,2 Δm 23
•0 Precision measurement
1
0
E (GeV)
see “T2K Experiment”
arXiv:1106.1238 submitted to NIM A
1
E (GeV)
2
• ニュートリノと反ニュートリノで出現確立を比べる
−
−
test by comparing P(νμ→ν
P(ν →νe)Energies
e) and
‣TheCPV
XXV International Symposium on Lepton
Photon
Interactionsμ at High
‣ sensitive to exotic CPV (non MNS matrix origin)
• CPが破れていれば、∼25%程度の違いが見れる
• CP対称性の直接検証
th
Thursday, August 25, 2011
17
14年9月16日火曜日
Mass hierarchy assumed to be known
Hyper-KamiokandeのCP感度
Sensitivity to CP violation
150
CP
CP
90% CL contour on sin22θ13-δ plane!
(δ=0°, 90°, 180°, -90° overlaid)
Normal mass hierarchy
Mass hierarchy assumed to be known
10
Normal mass hierarchy
150
100
8
100
50
50
0
0
Inverted mass hierarchy
6
• Exclusion of
• >3σ for 76% of δ!
• >5σ for 58% of δ!
forto76%
of δ
Possible
establish
CP
•••>3σ
Excellent
δ
measurement
capability
CP violation -100
-150
0.04
4
-50
Hyper-K
only!
Hyper-K
sinδ=0!
Hyper-K + reactor
HK+reactor
-50
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
2
sin 2
Hyper-K
only!
Hyper-K
Hyper-K + reactor
HK+reactor
-100
2
-150
0.18
00.04
0.06
-150
0.08
-100
0.1
-50
0.12
0
0.14
50
0.16
100 2
sin 2
13
150
13
CP
CP
for
58%
of
δ
• >5σ
in the lepton sector!
Masashi Yokoyama (UTokyo)
Fraction of
(%)
100
90
80
70
60
50
40
CP
30
20
Long baseline experiment using Hyper-K and J-PARC, 18th J-PARC PAC
10
0
0.18
0
18
14年9月16日火曜日
Masashi Yokoyama
(UTokyo)
2
4
6
5
3
20
8
10
Integrated beam power (MW 107 sec)
Long baseline experiment using Hyper-K and J-PARC, 18th J-PARC PAC
22

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