つくば・神岡間長基線ニュートリノ振動実験（Ｋ２Ｋ）

　謎の素粒子ニュートリノに質量はあるのか？　現在、素粒子物理学では、物質の 構成要素としての素粒子は、クォ−クとレプトンであり、ニュ−トリノは質量の無 い、電気的にも中性な粒子として、次の３つの種類に分けられています。それぞれ、 電子、ミュ−粒子、タウ粒子と対をなして、電子ニュ−トリノ、ミュ−オンニュ− トリノ、タウニュ−トリノと呼ばれています。ニュ−トリノの質量の有無について、 今日まで、いろいろな手段で、多数の実験が行われましたが、明確な答えが得られ ていません。もし、質量がわずかでもあれば、３つの種類のニュ−トリノは、相互 に転換する（振動する）可能性があります。この可能性を追究するため、高エネル ギー加速器研究機構（ＫＥＫ）では、東大宇宙線研究所と共同して、世界にさきが けて研究プロジェクトをスタートさせました。それが、長基線ニュートリノ振動実 験（Ｋ２Ｋ）です。Ｋ２Ｋでは、ＫＥＫの陽子加速器を用いて人工的にミューオン ニュートリノビームを発生させ、２５０キロメートル離れた検出器スーパーカミオ カンデ（宇宙線研所属）に打ち込みます。ニュートリノビームの発生時の強度や エネルギー分布を正確に測定する為、機構内に前置検出器を設置します。 この測定結果とスーパーカミオカンデの観測を比較して、 もしミューオンニュートリノが減っていたり、電子ニュートリノが現れたりして いたならば、ニュートリノ振動の動かぬ証拠となります。

　

　ＫＥＫでは、１２ＧｅＶ陽子シンクロトロン（加速器）からの陽子ビ−ムを、 タ−ゲット物質（アルミニウム）に当て、大量に発生するパイ中間子の方向を なるべく前方へ揃え（電磁ホ−ン）、２００メ−トルの崩壊パイプ中を通過 させます。この中で、パイ中間子は、ミュ−粒子とニュートリノに崩壊します。 この結果生成されたュートリノのみがダンプ（放射線シ−ルド）を通過して、 前置検出器で一部は観測されますがほとんどが地中に打ち込まれます。 前置検出器を通過したニュ−トリノは１ミリ秒後に神岡に到達し、 その中の極く一部がスーパーカミオカンデで観測されます。

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