（様式４）
二国間交流事業
共同研究報告書
平成 29 年 7 月 25 日 独立行政法人日本学術振興会理事長 殿 共同研究代表者所属・部局 横浜国立大学・大学院工学研究院 （ふりがな） みなみの あきひろ 職・氏 名 准教授・南野 彰宏 1. 事 業 名 相手国（フランス）との共同研究 振興会対応機関（ OP ） 2. 研 究 課 題 名 T2K 長基線ニュートリノ振動実験におけるレプトン CP 対称性の破れの探索 3. 全 採 用 期 間 平成 27 年 7 月 1 日 ～ 平成 29 年 6 月 30 日 （2 年 0 ヶ月） 4. 経 費 総 額 本事業により執行した研究経費総額 研究交流経費（直接経費）： 4,402,800 円 間接経費： 0 円 初年度経費 研究交流経費（直接経費）： 2,214,000 円、間接経費： 0 円 ２年度経費 研究交流経費（直接経費）： 1,248,000 円、間接経費： 0 円 ３年度経費 研究交流経費（直接経費）： 940,800 円、間接経費： 0 円 5．研究組織 （1）日本側参加者（実施期間中の参加者全員（途中から参加／不参加となった方も含む）） ※途中から参加／不参加となった場合は、参加期間も記入してください。 氏 名 所 属・職 名 中家 剛 横山 将志 清矢 良浩 山本 和弘 Benjamin Quilain Son Cao 林野 竜也 平本 綾美 中西 芳枝 古賀 太一朗 竹馬 匠泰 細見 郁直 金 賢一 京都大学・教授 東京大学・准教授 大阪市立大学・教授 大阪市立大学・准教授 京都大学・学振研究員 高エネルギー加速器研究機構・研究員 京都大学・博士課程 3 年 京都大学・博士課程 1 年（2016.4.1 〜 2017.6.30） 京都大学・修士課程 2 年で卒業（2016.4.1 〜 2017.3.31） 東京大学・博士課程 3 年 東京大学・博士課程 2 年 東京大学・博士課程 2 年 大阪市立大学・博士課程 2 年原田 潤 田村 陸 東 佑真 井上 翼 大阪市立大学・修士課程 2 年で卒業（2015.7.1 〜 2017.3.31） 東京大学・修士課程 2 年（2016.9.15 〜 2017.6.30） 大阪市立大学・修士課程 2 年（2016.9.15 〜 2017.6.30） 大阪市立大学・修士課程 2 年（2016.9.15 〜 2017.6.30） （2）相手国側研究代表者
所属・職名・氏名 Ecole Polytechnique・教授・Michel Gonin （3）相手国参加者（実施期間中の参加者全員（途中から参加／不参加となった方も含む）） ※途中から参加／不参加となった場合は、参加期間も記入してください。 氏 名 所 属・職 名 Alain Bonnemaison Remi Cornat Olivier Drapier Oscar Ferreira Franck Gastaldi Thomas A. Mueller Matthieu Licciardi Oliver Volcy Ecole Polytechnique・Engineer Ecole Polytechnique・Engineer Ecole Polytechnique・PhD Scientist Ecole Polytechnique・Engineer Ecole Polytechnique・Engineer Ecole Polytechnique・PhD Scientist
Ecole Polytechnique・PhD Student (2016.4.1 〜 2017.6.30)
Ecole Polytechnique・PhD Student (2017.4.1 〜 2017.6.30)
6．研究実績概要（全期間を通じた研究の目的・研究計画の実施状況・成果等の概要を簡潔に記載してくださ い。） T2K 実験[1]および原子炉からの反電子ニュートリノ測定により、最後まで未知として残っていた 1 番目と 3 番 目の世代間混合角θ13がゼロでない有限の値を持つ事が確実となった。この結果、T2K 実験に代表される加速 器を用いた長基線ニュートリノ振動実験でνe出現事象を観測することにより、ニュートリノにおける粒子・反粒子 対称性の破れ(δCP)の探索が可能になった。T2K 実験は、データを増加させながら、粒子・反粒子対称性の破れ の探索を行うが、このとき最も大きな誤差となるのが、ニュートリノ反応断面積の不定性である。本研究の目的は、 フランスと日本の両グループで共同開発する新型水標的ニュートリノ検出器を実現することで、このニュートリノ 反応モデルの誤差を低減し、T2K 実験による粒子・反粒子対称性の破れの探索感度を向上させることである。 フランス側の代表者 Michel Gonin 氏と代表者が責任者をつとめる T2K 実験前置検出器 INGRID では、 最近、シンチレーター標的と鉄標的の荷電カレント反応の包括的断面積比を 3.4%という画期的な精度で 測定することに成功した[2]。本研究では、T2K 実験の INGRID 検出器の手法を発展させ、荷電カレント 反 応 の 包 括 的 断 面 積 の 測 定 に 最 適 化 し た 新 型 ニ ュ ー ト リ ノ 検 出 器 WAGASCI(Water Grid And Scintillator)を開発し、シンチレーター標的と水標的の荷電カレント反応の包括的断面積比を 4%以下 の精度で測定する。WAGASCI の特徴は、シンチレーターを独創的な 3 次元格子状に組み、その格子の隙 間に水またはプラスチックをニュートリノ標的として入れることにより、荷電粒子のトラックに対して 4π方向にアクセプタンスを持つことである。 代表者をプロジェクトリーダーとする WAGASCI は、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の共同利用実験審 査委員会(PAC)でテスト実験 T59 として承認され、2016 年 10 月に運転開始を目標の開発を進めてきた。 本研究の一つ目の成果は、WAGASCI のプロトタイプの建設を 2016 年 4 月に完了させ、2016 年 10 月か ら 2017 年 4 月にかけて、このプロトタイプ検出器を用いた T2K 実験のニュートリノビームの測定を実現させ たことである。現在、このプロトタイプ検出器で測定したニュートリノビームデータの解析を、2017 年度中 の学術雑誌への投稿を目指し精力的に進めている。 本研究の二つ目の成果は、WAGASCI 検出器の制作とそのデータ収集エレクトロニクスの量産および試験 を本研究の期間中に完了したことである。WAGASCI 検出器は、2017 年夏に T2K 実験の前置ニュートリノ検出 器ホールへの設置後、試運転を行い、2017 年 10 月から T2K 実験のニュートリノビーム測定を開始する予定 である。 本研究の経費で日本側の研究者がフランスに出張し、検出器の設計およびデータ収集用エレクトロニクス の開発を担当しているフランスの研究者と現地で打ち合わせや開発を行ってきた。その結果、日本グループと フランスの間に緊密な共同研究体制を確立することができ、上記の２つの成果を達成できた。 参考文献
[1] Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 061802. [2] Phys. Rev. D 90 (2014) 052010.
7．派遣・受入実績 （１） 各研究期間中に相手国または相手国以外の国を訪問した日本側参加者氏名、派遣期間、主たる訪問 先（相手国以外の国における訪問先には下線を引き、国名を明記してください。委託費から支出し た出張のみ記載してください。ただし、日本国内出張は除きます。） 氏名・所属・職名 期 間 （現地到着日～現地出発日） 主たる訪問先 （機関名・国名） 1 年 度 目 古賀 太一朗・東京大学大 学院理学系研究科・博士 課程1年 竹馬 匠泰・東京大学大学 院理学系研究科・修士課程 2 年 2015.7.5 〜 2015.7.9 2015.10.12 〜 2015.12.17 Ecole Polytechnique ・フランス Ecole Polytechnique ・フランス 小計 2 名（延べ人数） 2 年 度 目 竹馬 匠泰・東京大学大学 院理学系研究科・博士課程 1 年 2016.9.1 〜 2016.9.17 Ecole Polytechnique ・フランス 小計 1 名（延べ人数） 3 年 度 目 竹馬 匠泰・東京大学大学 院理学系研究科・博士課程 2 年 2017.5.2 〜 2017.5.19 Ecole Polytechnique ・フランス 小計 1 名（延べ人数） 合計 4 名（延べ人数）
（２）各研究期間中に受け入れた相手国参加者氏名、来日期間、主たる訪問先（振興会から滞在費等の支給 を受けた研究者に＊印をつけてください。） 氏名・所属・職名 期 間 （来日日～離日日） 主たる訪問先 （機関名） 1 年 度 目
Matthieu Licciardi ・ Ecole Polytechnique・PhD Student 2015.9.29 〜 2015.12.15 J-PARC 小計 1 名（延べ人数） 2 年 度 目
Thomas A. Mueller ・ Ecole Polytechnique・PhD Scientist
Matthieu Licciardi ・ Ecole Polytechnique・PhD Student
Olivier Drapier ・ Ecole Polytechnique・PhD Scientist 2016.10.3 〜 2016.10.7 2016.10.3 〜2016.10.7 2017.3.23 〜 2017.3.27 J-PARC J-PARC J-PARC 小計 3 名（延べ人数） 3 年 度 目
Oliver Volcy ・ Ecole Polytechnique・PhD Student
2017.5.8 〜 2017.6.29 J-PARC
小計 1 名（延べ人数） 合計 5 名（延べ人数）
