Transcript SuperKamiokande成果の 理論的意義

SuperKamiokande成果の
理論的意義
2006.5.14 at Kamioka
Arafune, Jiro
Most cited hep-ex E-prints in 2002
(based on Spires-HEP Literature Database, SLAC)
#1補足
SKを引用した論文の８割以上は理論  SKは理論に重要（実験との区別は困難）
1. EVIDENCE FOR OSCILLATION OF ATMOSPHERIC NEUTRINOS (累計2,627>此年344>実験45)
By Super-Kamiokande Collaboration (Y. Fukuda eｌ）
Published in Phys.Rev.Lett.81:1562-1567,1998
2. LIMITS ON NEUTRINO OSCILLATIONS FROM THE CHOOZ EXPERIMENT(269)
By CHOOZ Collaboration (M. Apollonio et al.）
Published in Phys.Lett.B466:415-430,1999
3. SOLAR B-8 AND HEP NEUTRINO MEASUREMENTS FROM 1258 DAYS OF SUPER-KAMIOKANDE
DATA(239)
By Super-Kamiokande Collaboration (S. Fukuda et al.）
Published in Phys.Rev.Lett.86:5651-5655,2001
4. TAU NEUTRINOS FAVORED OVER STERILE NEUTRINOS IN ATMOSPHERIC MUON-NEUTRINO
OSCILLATIONS)189)
By Super-Kamiokande Collaboration (S. Fukuda et al.).
Published in Phys.Rev.Lett.85:3999-4003,2000
5. CONSTRAINTS ON NEUTRINO OSCILLATIONS USING 1258 DAYS OF SUPER-KAMIOKANDE
SOLAR NEUTRINO DATA(184)
By Super-Kamiokande Collaboration (S. Fukuda et al.).
Published in Phys.Rev.Lett.86:5656-5660,2001
Kamiokande の未解決の謎
(1983年完成、水 3,000 ㎥ 、光電管1,000本）
1.
大気ニュートリノ異常(実験/予想 = 0.59
？!）
2.
太陽ニュートリノ欠損(実験/予想 = 0.49
？!）
3.
4.
陽子崩壊探索 (minimal SU(5)否定、では？!)
超新星ニュートリノ (SN爆発メカニズム？!）
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
Kamiokande
SuperKamiokande
(1996年3月完成、
水 50,000 ㎥, 光電管11,200本)
#3
SuperKamiokandeの成果
の理論的重要性
1A. 大気ニュートリノ異常の原因
「ニュートリノ振動」の発見
質量の2乗差
= (0.05eV)^2
質量 :Pauli の1930年以来の謎に決着
超高エネルギーの新物理(see-saw)
MNS行列の混合角最大 sin^2(2θ)= 1
CKM行列の場合(λ^2=0.04)より断然大きい!
#4
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#5
1B. K2K 長基線ニュートリノ実験
KEK (250km)Kamioka
振動あり ！
質量、混合角を確証
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#6
２. 太陽ニュートリノ欠損
これも
振動が原因
質量の2乗差
= (0.008eV)^2
混合角:最大に近い sin^2(2θ)= 0.91
SK：質量と角度を絞る
SK + SNO + KamLand +…
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#7
ニュートリノに質量を発見
質量差、混合角を決定
大統一理論（GUT)へ
超高エネルギーの新物理(see-saw)
宇宙のバリオン数(福来-柳田） ？
SK以後、 クォーク ＋ レプトン
の両方同時説明の必要、足掛かり
（CKM行列＋MNS行列）
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#8
ニュートリノ質量
宇宙の構造?
m = 0.03eV - 0.04eV
with CMBpol, LSST +….?
Wang et al(2005),Kaplinghat et al (2003)
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
３．陽子崩壊探索
#9
p-decay
大統一理論(GUT)の研究
3つの力（電弱強）の統一
2種の粒子(クォーク,レプトン)の統一
---> 力と粒子の統一（超対称）
---> 重力の統一（弦？）
宇宙の物質の起源を解明
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#10
Kamiokande: p  eπ
minimal SU(5) GUTを否定
SuperKamiokande: p  νK
寿命＞ 2.3 × 10^33 年
minimal 超対称SU(5) GUTを否定
新理論へ指針
SU(5)+U(1), SO(10), E6….
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#11
４．超新星のニュートリノ
（1987年から、未だ無いが）
超新星
宇宙の元素の起源
重元素(O、Zn 等）超新星(SN)
爆発の詳細は未解明
when, where, how?
SuperKamiokandeの成果の理論的重要性
#12
過去の超新星ニュートリノの探索
上限(SK,2003) 発生率一定を否定
 観測まであと少し？
終りに
• SK
素粒子の基礎理論
• SK
宇宙創生理論
成果を今後も期待します！