大亜湾原子炉ニュートリノ実験のソースを表示

[[ファイル:The_Daya_Bay_Antineutrino_Detector_(8056998030).jpg|サムネイル|大亜湾検出器の1つ。]]
'''大亜湾原子炉ニュートリノ実験'''（だやわんげんしろニュートリノじっけん、[[中国語]]：'''大亚湾核反应堆中微子实验'''）は、[[ニュートリノ]]を研究する[[中華人民共和国|中国]]に拠点を置く多国籍の[[素粒子物理学]]プロジェクトである。多国籍共同研究には、中国、チリ、米国、台湾、ロシア、チェコ共和国の研究者が参加している。このプロジェクトは米国では、[[アメリカ合衆国エネルギー省]]の高エネルギー物理学局から資金提供を受けている。 

== 概要 ==
[[香港]]から北へ約52キロメートル、[[深圳市]]から東へ約45キロメートルの[[大亜湾]]に位置する。香港の{{仮リンク|アバディーントンネル地下研究所|en|Aberdeen Tunnel Underground Laboratory}}は、大亜湾原子炉ニュートリノ実験に影響を与える可能性のある[[宇宙線]][[ミュー粒子]]からできる[[中性子]]を測定するプロジェクトで提携している。 

6機の原子炉から1.9キロメートル以内の3か所に集められた8個の[[ニュートリノ|反ニュートリノ]]検出器で実験が行われる。それぞれの検出器は20トンの液体シンチレータ（[[ガドリニウム]]を添加した直鎖[[アルキルベンゼン]]）を[[光電子増倍管]]と遮蔽体で取り囲んで構成したものである。<ref>{{Cite journal|last=Daya Bay collaboration|date=22 May 2012|title=A side-by-side comparison of Daya Bay antineutrino detectors|url=https://www.researchgate.net/publication/237172571|journal=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A|volume=685|issue=1|pages=78–97|arxiv=1202.6181|bibcode=2012NIMPA.685...78A|DOI=10.1016/j.nima.2012.05.030}}</ref> 

これよりもかなり大きい後継機が[[開平市]]で{{仮リンク|江門地下ニュートリノ観測所|en|Jiangmen Underground Neutrino Observatory}} (JUNO)として開発されている <ref>{{Cite conference|url=http://vietnam.in2p3.fr/2013/Inauguration/transparencies/XiaoNanLi.pdf|title=Daya Bay II: Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO)|first1=Xiaonan|last=Li|conference=Windows On the Universe|conferenceurl=http://vietnam.in2p3.fr/2013/Inauguration/|date=August 2013}}</ref>。この観測所では20,000トンの液体シンチレータで満たしたアクリル球を原子炉の反ニュートリノを検出するために用いる予定である。2015年1月10日に起工し、2020年に稼働予定である。<ref>{{Cite news|url=http://www.interactions.org/cms/?pid=1034412|title=Groundbreaking at JUNO|last=|first=|date=10 January 2015|newspaper=Interactions NewsWire|accessdate=2015-01-12}}</ref> 

== ニュートリノ振動 ==
この実験は[[大亜湾原子力発電所]]と[[嶺澳原子力発電所]]の原子炉で生成される反ニュートリノを用いて、[[ニュートリノ振動]]を研究し、混合角[[ポンテコルボ・牧・中川・坂田行列|''θ''<sub>13</sub>]]を測定することを目的としている。科学者は、ニュートリノで[[CP対称性の破れ]]があるかどうかにも興味を持っている。 

2012年3月8日、大亜湾共同研究グループは5.2σの[[有意性]]で以下のように''θ''<sub>13</sub>≠0であることを発見したと発表した<ref>{{Cite journal|last=Daya Bay Collaboration|year=2012|title=Observation of electron-antineutrino disappearance at Daya Bay|url=http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20120521-073412262|journal=Physical Review Letters|volume=108|issue=17|page=171803|arxiv=1203.1669|bibcode=2012PhRvL.108q1803A|DOI=10.1103/PhysRevLett.108.171803|PMID=22680853}}</ref><ref>{{Cite web|author=Adrian Cho|url=http://www.sciencemag.org/news/2012/03/physicists-china-nail-key-neutrino-measurement|title=Physicists in China Nail a Key Neutrino Measurement|date=8 March 2012|publisher=ScienceNow|accessdate=2012年3月9日}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Eugenie Samuel Reich|date=8 March 2012|title=Neutrino oscillations measured with record precision|url=http://www.nature.com/news/neutrino-oscillations-measured-with-record-precision-1.10202|journal=Nature|DOI=10.1038/nature.2012.10202}}</ref>  

: <math> \sin^2 (2\ \theta_{13}) = 0.092 \pm 0.016 \, \mathrm{(stat)} \pm 0.005\, \mathrm{(syst)}. </math>

この意義深い結果は新しい種類のニュートリノ振動を表しており、それは驚くほど大きなものである<ref>{{Cite press release|title=Announcing the First Results from Daya Bay: Discovery of a New Kind of Neutrino Transformation|publisher=[[University of California, Berkeley]]|date=8 March 2012|url=http://neutrino.physics.berkeley.edu/News/Discovery%20of%20a%20New%20Kind%20of%20Neutrino%20Transformation.html}}</ref> 。これは[[T2K]]、{{仮リンク|MINOS|en|MINOS}}そして[[ダブルショー]]で以前に測定されたより有意性の低い結果と矛盾しない。''θ<sub>13</sub>がこれ''ほど大きいならば、[[NOνA]]はニュートリノ質量階層性を検出できる可能性が50％程度の確率であるといえる。これらの実験でニュートリノのCP対称性の破れも探査することができる可能性がある。 

共同研究グループは2014年に解析結果を更新した<ref>{{Cite journal|last=Daya Bay Collaboration|date=10 February 2014|title=Spectral measurement of electron antineutrino oscillation amplitude and frequency at Daya Bay|url=http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20140327-145449958|journal=Physical Review Letters|volume=112|issue=6|page=061801|arxiv=1310.6732|bibcode=2014PhRvL.112f1801A|DOI=10.1103/PhysRevLett.112.061801|PMID=24580686}}</ref>。エネルギースペクトルを使用することで混合角の範囲が改善された。 

: <math> \sin^2 (2\ \theta_{13}) = 0.090^{+0.008}_{-0.009} </math>

水素によって捕捉された中性子からの事象を使用した独立した測定の結果も公表された： <ref>{{Cite journal|last=Daya Bay Collaboration|date=3 October 2014|title=Independent measurement of the neutrino mixing angle ''θ''<sub>13</sub> via neutron capture on hydrogen at Daya Bay|url=http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20141204-112407246|journal=Phys. Rev. D|volume=90|issue=7|page=071101|arxiv=1406.6468|bibcode=2014PhRvD..90g1101A|DOI=10.1103/PhysRevD.90.071101|PMID=}}</ref> 

: <math>\sin^2 (2\ \theta_{13}) = 0.083 \pm 0.018</math>. 

大亜湾のデータを使用して、軽いステライルニュートリノの信号が探索され、以前には未探査だった質量領域が除外された。 <ref>{{Cite journal|last=Daya Bay Collaboration|date=1 October 2014|title=Search for a Light Sterile Neutrino at Daya Bay|url=http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20141205-151429088|journal=Phys. Rev. Lett.|volume=113|issue=14|page=141802|arxiv=1407.7259|bibcode=2014PhRvL.113n1802A|DOI=10.1103/PhysRevLett.113.141802|PMID=25325631}}</ref> 

Moriond 2015物理学カンファレンスで、混合角と質量差の新たな最適値が発表された： <ref>{{Cite arXiv |eprint=1505.03641 |title=Recent Results from Daya Bay Reactor Neutrino Experiment |date=14 May 2015 |author=Bei-Zhen Hu |display-authors=etal |class=hep-ex}}</ref>
: <math>\sin^2(2\ \theta_{13}) = 0.084 \pm 0.005, \qquad |\Delta m^2_{ee}| = 2.44^{+0.10}_{-0.11} \times 10^{-3} {\rm eV}^2</math>

== 反ニュートリノスペクトル ==
大亜湾共同研究グループは反ニュートリノエネルギースペクトルを測定し、約5MeVのエネルギーの反ニュートリノが理論的予測より多いことを見出した。観測と予測の間のこの予期しない不一致は、素粒子物理学の[[標準模型]]に改善が必要であることを示唆している。<ref>{{Cite journal|last=An|first=F.P.|date=2016-02-12|title=Measurement of the reactor antineutrino flux and spectrum at Daya Bay|journal=Physical Review Letters|volume=116|issue=6|page=061801|arxiv=1607.05378|bibcode=2016PhRvL.116f1801A|DOI=10.1103/PhysRevLett.116.061801|PMID=26918980}}</ref> 

== 共同研究者 ==
{{Columns-list|
*[[北京師範大学]]
*[[ブルックヘブン国立研究所]]
*[[チリ・カトリック大学]]
*[[カリフォルニア工科大学]]
*[[プラハ・カレル大学]]
*[[成都理工大学]]
*[[中国広東核電集団]]
*[[中国原子能科学研究院]]
*[[中国科学院]]
*[[香港中文大学]]
*[[ウィリアム・アンド・メアリー大学]]
*{{仮リンク|東莞理工学院|zh|东莞理工学院}}
*[[イリノイ工科大学]]
*{{仮リンク|中国科学院高エネルギー物理研究所|zh|中国科学院高能物理研究所}}
*[[アイオワ州立大学]]
*[[ドゥブナ合同原子核研究所]]
*[[クルチャトフ研究所]]
*[[ローレンス・バークレー国立研究所]]と[[カリフォルニア大学バークレー校]]
*[[南京大学]]
*[[南開大学]]
*[[国立交通大学]]
*[[国立台湾大学]]
*[[国立聯合大学]]
*[[プリンストン大学]]
*[[レンセラー工科大学]]
*[[山東大学]]
*[[上海交通大学]]
*[[深圳大学]]
*{{仮リンク|シエナ大学 (ニューヨーク州)|en|Siena College|label=シエナ大学}}
*[[中山大学]]
*[[テンプル大学]]
*[[清華大学]]
*[[カリフォルニア大学ロサンゼルス校]]
*[[香港大学]]
*{{仮リンク|ヒューストン大学|en|University of Houston}}
*[[イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校]]
*[[中国科学技術大学]]
*[[ウィスコンシン大学]]
*[[イェール大学]]
*[[バージニア工科大学]]|colwidth=22em}}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
<references />

== 関連項目 ==
{{Div col}}
* [[ニュートリノ]] 
* [[ステライルニュートリノ]] 
* [[弱い相互作用]] 
{{Div col end}}

== 外部リンク ==
* {{Official website|http://dayawane.ihep.ac.cn/}} 
* {{Cite web|url=http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000393|title=Catching neutrinos in China|accessdate=2006-11-15|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070927225120/http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000393|archivedate=2007-09-27}} 
* {{Cite web|url=http://theta13.phy.cuhk.edu.hk/|title=Daya Bay ''θ''<sub>13</sub> reactor neutrino experiment & Aberdeen cosmic ray muon-induced neutron experiment|publisher=The Chinese University of Hong Kong|accessdate=2007-04-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070510091222/http://theta13.phy.cuhk.edu.hk/|archivedate=2007-05-10}} 

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[[Category:中国の科学技術]]
[[Category:中国の原子力技術]]
[[Category:地下研究所]]
[[Category:広東省の歴史]]