大亜湾原子炉ニュートリノ実験

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。香港のテンプレート:仮リンクは、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。

これよりもかなり大きい後継機が開平市でテンプレート:仮リンク (JUNO)として開発されている 。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。

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θ₁₃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θ₁₃≠0であることを発見したと発表した

${\sin }^2(2{\theta }_{13})=0.092\pm 0.016\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{)}\pm 0.005\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{y}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{)}.$

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 。これはT2K、テンプレート:仮リンク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。θ₁₃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。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。

${\sin }^2(2{\theta }_{13})=0.090_{-0.009}^{+0.008}$

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：

${\sin }^2(2{\theta }_{13})=0.083\pm 0.018$.

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。

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：

${\sin }^2(2{\theta }_{13})=0.084\pm 0.005,|\mathrm{\Delta }{m}_{ee}^2|=2.44_{-0.11}^{+0.10}\times 10^{-3}{\mathrm{e}\mathrm{V}}^2$

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。

関連項目

• ニュートリノ
• ステライルニュートリノ
• 弱い相互作用

外部リンク

• テンプレート:Official website
• テンプレート:Cite web
• テンプレート:Cite web