5. 世界の動向 • 日米欧の3極で加速器ニュー Future LBL plans in EU トリノ実験の計画があった（2014年5月時点） Future LBL plan in JP 1st Phase: * New ν beam @ CERN SPS (700kW) + 20kt LAr-TPC w/ magnetized iron detector @ 2300km 2nd Phase: * high power PS (2MW) + 100kt LAr-TPC w/ magnetized iron detector @ 2300km * New ν beam @ HP-SPL (4MW) + 2×300kt WC @ 130km Future LBL plan in US J-PARC+1Mt WC (Hyper-K) @ L=295km OA=2.5deg 14年9月16日火曜日 LBNE: New ν beam facility for FNAL-MI (700kW→1.2MW→2.3MW) + 10kt→34kt LAr @ 1300km 19 Sensitivity for future proposals 3~5 σ Significance. • Aiming to address MH & CPV withLBNE @ US Hyper-K + J-PARC Ed. Kerns @ NNN13 C. Mauger @ INFO13 LBNO @ EU (SPSC-EOI-007) V. Galymov @ NNN13 V. Galymov @ NNN13 14年9月16日火曜日 20 U.S. Recommendation 12: In collaboration with international partners, develop a coherent short- and long-baseline neutrino program hosted at Fermilab. アメリカ：P5レポート For a long-baseline oscillation experiment, based on the science Drivers and what is practically achievable in a major step forward, we set as the goal a mean sensitivity to CP violation 2 of better than 3 (corresponding to 99.8% confidence level for a detected signal) over more than 75% of the range of possible values of the unknown CP-violating phase CP. By current estiハイパーカミオカンデ（日本）のみが条件を満たす mates, this goal corresponds to an exposure of 600 kt*MW*yr assuming systematic uncertainties of 1% and 5% for the signal LBNE→新しくLBNF実験としてプロポーザル再考 and background, respectively. With a wideband neutrino beam ヨーロッパ：European Strategy, produced by a proton beam withCERN中期計画 power of 1.2 MW, this exposure implies→ a far detector with fiducal mass of（テスト実験所） more than 40 kilotons LBNO CERNでのNeutrino Platform (kt) of liquid argon (LAr) and a suitable near detector. The 液体Ar TPCはその原理実証が第1（R&D段階）。 minimum requirements to proceed are the identified capability to reach an exposure of at least 120 kt*MW*yr by the 21 現実のニュートリノ実験は、日本か米国で最近の変化 • ends the rios. arios thin ority ding ome ende. If and and • • • • • 14年9月16日火曜日 Comparison to LBNE 10 Normal mass hierarchy Hyper-K 8 LBNE (34kt LAr, 1.2MW 6yrs) 6 4 2 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 CP LBNE sensitivity from Fig.4.11 of arXiv:1307.7335 Masashi Yokoyama (UTokyo) 14年9月16日火曜日 Long baseline experiment 22using Hyper-K and J-PARC, 18th J-PARC PAC 33 Hyper-Kamiokande International Working Group As of April 14, 2014 Asia Japan Korea Europe France Italy Poland Russia Spain Switzerland UK 106 10 13 4 7 3 22 47 72 64 8 Americas Brazil Canada USA 62 2 19 41 12 countries, 67 institutes, 240 people 23 14年9月16日火曜日 Interview フリーマン・ダイソン教授に聞く聞き手：福来正孝ます。5年毎に専門を変えるこトは、加速器に大きな予算を注フリーマン・ダイソンさんが 2014 年 4 月15日∼ 19日に柏ぎ込んだアメリカとヨーロッパが企画した 4 時間にわたる特別 Q&A セッションの要約を主のプロジェクトよりも費用対効成されたものです。（以下、本文中敬称略。）の Kavli IPMU を、また20日∼ 22日には神岡を訪問されました。この対談は、4 月17日に Kavli IPMU の福来正孝教授とにすればこの問題の解決に役とし、これに翌18日に行われたインタビュー及び 22 日に神岡で行われたもう一つの Q&A セッションの内容を補って構立つでしょう。素粒子物理から果が優れています。神岡実験は福来あなたはウィンチェスタこの伝説的なカレッジについてした。ウィンチェスター・カレ非常に良い実験で、既に幾つかお話いただけませんか。ッジに入学を許可されるには、を含む、学校などの基金によっ抜け出すことは簡単ではありまー・カレッジで学ばれました。て支えられた6機関を設立しません。他の分野から抜け出すのダイソンウィンチェスター・ 12歳の年に極めて難しく厳しカレッジは、650年前にカトリい競争を勝ち抜かなければなり重要な結果を得てきました。こック教会の司教で国王の側近でません。ラテン語とギリシャ語の実験では、いつでも予期せぬ能な行政官でした。オックスフ数学と応用数学です。現代語のォード大学のニュー・カレッジ試験もあります。父がこのカレものを検出する準備ができています。私はこの実験とその次期計画を強く支持します。長い時間待たなければならないかもしれませんが、予期せぬ発見の機を含む10科目の試験が行われよって創設されました。彼は有ます。数学は2科目あり、純粋私は超弦理論からゲノム科学に転向した人を何人か知っていフリーマン・ダイソンさんは12歳から17歳までイギリスの有名なエリートパブリックスクール、ウィンチェスターカレッジで教育を受けました。そしてケンブリッジ大学の数学科に入学し、アブラム S. ベシコヴィッチ教授の指導を受けました。その後、第2次世界大戦の激化に伴い、イギリス空軍で勤務しました。戦争が終わって1年後、ケンブリッジに戻り、徐々に理論物理学に転向しました。その後ダイソンさんはコーネル大学に行き、ハンス・ベーテの下で研究しました。 1948年にはプリンストン高等研究所を訪問し、そこで量子電磁力学に関する偉大な研究が完成しました。私たちが現在習う場の量子論はダイソンさんの定式化によるものです。この研究は、数学的頭脳の持ち主が物理のごたごたをきれいに片付けて美しい理論を創る格好の例として上げてもよいでしょう。ダイソンさんは1951年にコーネル大学教授となり、1953年にプリンストン高等研究所自然科学部門の教授に招かれました。それ以来60年間同研究所教授（現在は名誉教授）を務めています。ダイソンさんは90歳を超えたところですが、今でも活発に科学の研究を行っています。長い研究生活において、ダイソンさんは驚異的に数多いテーマを研究してきましたが、しばしば同時に2つあるいはそれ以上の研究テーマを手がけることがありました。数論に始まり、ダイソンさんが研究したテーマには次のようなものがあります。量子電磁力学 ― 場の量子論の基礎統計力学と物性物理学ランダム行列物質の安定性補償光学原子核工学、宇宙空間飛行の推進力としての原子力生命起源のモデル物理定数の時間変化二酸化炭素問題、その他現在、ダイソンさんは重力子の検出（4月16日に柏で、また21日に神岡でコロキウムを行った）の他、ゲーム理論、数学的問題としての囚人のジレンマを研究しています。ます。ゲノムの95%は遺伝子ではありません。このゲノムのノンコーディング領域はタンパク質情報をコードしませんが、私たちはそれがどんな機能を果会が十分にあります。一般的に実験研究者は予期せぬことが起きることに備えてお 58 はもっと簡単です。あったウィカムのウィリアムにたしているのか理解していません。チンパンジーとヒトの間で Kavli IPMU News No. 26 June 2014 かなければなりません。これは著しい違いが見られる、人特有理論研究者にも当てはまりまのゲノムの領域である「ヒト加 24 。 14年9月16日火曜日す。一つのことに固執するべき速領域」の発見が、新しい科学陽子崩壊の発見に向けて（大統一の証明） p→e+π0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 p→νK+ 40 (b) 2.5x10 34 year τproton=1.2×1034years 35 CL limit）陽（SK 90% 子 30 質量25 に 20 ピ 15 ーク 10 5 BG 0 600 800 1000 1200 600 800 不変質量 (MeV/c2) (a) 1.2x10 34 year Invariant mass (MeV) 16 K+ 14 寿 (& 命単一エネル 12 10 8 6 BG 4 τproton=4×1033y （SK 90% CL limit）ギー 2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 1000 1200 + K 崩壊時間 Invariant mass (MeV) + K lifetime μ+ ) (nsec) 80 90 100 40 (c) 5.0x1035 year 40 (d) 1.0x1035 year ‣発見感度 (3σ) (3σ) ‣発見感度 35 35 +)~1.2×1034years（HK 10yrs） + 0 34 τ(p→νK ‣ 10yrs） ‣τ(p→e π )~5.4×10 years（HK 30 30 ‣制限 (90%CL) 25 (90%CL) 25 ‣制限 +)>3.2×1034years（HK 10yrs） 20 20 + 0 35 τ(p→νK ‣ ‣τ(p→e π )>1.3×10 years（HK 10yrs） 15 15 35 1034~10 10 10 年まで感度がある 25 14年9月16日火曜日 5 5 まとめ • 標準理論を超えた物理（統一理論）に向けて、ニュートリノの研究は重要である。 • 素粒子の枠を超え、物質優勢宇宙の根源、暗黒物質等とも絡む可能性がある。 • • 日本はこれまでニュートリノ研究において世界をリードしてきた。 • 今後∼５年間は、T2K、スーパーカミオカンデ、カムランドの結果で世界をリードできる可能性が高い。 • T2K実験によって発見されたνμ→νe振動により、ニュートリノCPの測定が現実的な課題となった。 • NoVA、IceCube、EXO等、ライバル実験があるので、油断大敵。 10年後に、日本がニュートリノ研究で世界を牽引し続けるためには新しい実験施設（Hyper-Kamiokande）が必要。 • 大きな（長期的な）計画ゆえ、計画の早期着手が望まれる。 26 14年9月16日火曜日