長基線ニュートリノ振動実験
K2K/KEK-E362

この実験は筑波にある陽子シンクロトロンを用いて生成されたμニュート リノを、
約250km離れた岐阜県神岡にあるスーパーカミオカンデ検出器 に向けて飛ばし、
飛行中に異種のニュートリノに化けるかどうかを調べる ための実験でK2Kとい
う名前で呼ばれています。


  1. ニュートリノとは?
    現在「素粒子の標準模型」と呼ばれている描像では、物質を構成する粒子と
    して6種類のクォークと同じく6種類のレプトンと呼ばれる粒子が存在する
    ものと考えられている。
    ニュートリノはこのレプトンの属するもので、電気的に中性(電荷を持って
    いない)である。またニュートリノはには3種類あるが、それぞれは3種類
    の荷電レプトン(電子、μ粒子、τ粒子)と組を成している。

    素粒子に働く力(相互作用)には、

    1. 強い相互作用:原子核を構成する力
    2. 電磁相互作用:原子、分子を構成する力
    3. 弱い相互作用: 原子核の崩壊を起こさせる非常に弱い
    4. 重力相互作用: いわゆる重力であるが、素粒子の質量が小さ過ぎ
      るので、通常は無視できる。
    があるが、ニュートリノにはこれらの内「弱い相互作用」しか働かない。
    それ故、

  2. ニュートリノの質量の問題? ニュートリノの他の粒子(クォーク、荷電レプ
    トン)と異なる(謎の)点

    おかしい!?
    質量を持っている(が何らかの理由で非常に小さい)と考える方が自然。

    シーソー機構:
    シーソーで、重い人を相手にしていると、自分は軽くなくても高く上げ
    られて軽く見える。これと同様に、ニュートリノも元は他の粒子と同程
    度の質量を持っているが、非常に質量の大きい粒子の影響で軽く見える
    ように押し上げられている・・・という理論
    「マヨラナ性(粒子と反粒子の区別が無い)」と「非常にエネルギーの
    大きい所での素粒子の基本的な性質」の両方が関わっている。

    スーパーカミオカンデの実験
    宇宙由来のニュートリノのデータは、ニュートリノが質量を持ってい
    るかも知れないことを示唆している!?

  3. ニュートリノ振動とは?
    スーパーカミオカンデの実験では、「ニュートリノ振動」現象の観測で、
    ニュートリノの質量の存在の可能性を捕らえた。
    では、ニュートリノ振動とは何だろうか?
    ニュートリノに小さな質量があるとする。その場合、例えばμニュートリノ
    が発生して飛行したとすると、そのニュートリノは飛行中にμニュートリノ
    から例えばτニュートリノに化け、更に飛ぶとまた元のμニュートリノに戻
    る・・を繰り返す可能性が理論的に考えられる。
    →これをニュートリノ振動と呼ぶ。

    例:(μニュートリノ}→(τニュートリノ}→(μニュートリノ}→・・・

  4. K2K実験とは?


高エネルギー加速器研究機構(KEK)にあるK2K実験のホームページへは
ここ から行けます。

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This document was updated on Jul. 12, 2003.