本計画研究では、Gdを導入し感度が向上したスーパーカミオカンデ(SK-Gd)の「万能化」を目指します。「万能化」とは、全てのニュートリノ反応を活用し、超新星バーストニュートリノ(SNν)も超新星背景ニュートリノ(DSNB)も両方を観測する態勢をとることです。 ニュートリノフレーバー情報を最大限抽出して超新星の内部でのニュートリノの振る舞いに可能な限り迫るため、これまで着目していた逆β崩壊反応に加え、酸素原子核との荷電カレント相互作用(CC)も活用します。 そのために、米国COHERENT実験グループと協力し、高エネルギーのCC事象の詳細な理解を目指します。加えて、DSNBおよびSNν領域でのエネルギー較正のためのLINAC増強とGd濃度オンラインモニタの導入によって、エネルギーの正確性と安定性の向上を図ります。 この「万能化」されたSK-GdでDSNBの世界初発見を目指した観測を行うと同時に、カムランドと連携し、可視光、Xγ線などの望遠鏡へアラート通知を行い、マルチメッセンジャー天文学実現のための決定的役割も果たします。 SNνが観測された際には、カムランドとXENONnTと協力し、ニュートリノフレーバー情報から超新星爆発のメカニズムに迫ります。

代表者

関谷洋之　Hiroyuki, SEKIYA

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東京大学　准教授　宇宙素粒子実験
統括、解析


分担者

佐藤大輔　Daisuke, SATOH

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産業技術総合研究所　研究員　電子加速器開発
加速器改良、較正

岩田圭弘　Yoshihiro, IWATA

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日本原子力研究開発機構　研究副主幹　計測工学/レーザー分析
Gdモニタ開発


協力者

小汐由介　Yusuke, KOSHIO

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岡山大学

Roger, WENDELL

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京都大学

中島康博　Yasuhiro, NAKAJIMA

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東京大学

Kate, SCHOLBERG

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Duke University

Jason, NEWBY

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Oak Ridge National Laboratory

Guillaume, PRONOST

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ILANCE International Research Laboratory

Barry, POINTON

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British Columbia Institute of Technology / TRIUMF

池田一得　Motoyasu, IKEDA

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東京大学

家城佳　Kei, IEKI

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東京大学

細川佳志　Keishi, HOSOKAWA

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東京大学