スーパーカミオカンデでミュー・ニュートリノの消失という形で示されたタウ・ニュートリノへのニュートリノ振動現象が本当に正しいのか、イタリア国立グランサッソ研究所の地下で検証しています。 検出器として原子核乾板という飛跡検出器を用いているため、 他の実験では確認できなかった「振動先のタウニュートリノの直接検出」が可能な現在唯一の実験です。

　本研究室では日本側の解析の一翼を担い、院生を中心にグランサッソ研究所へも出張しています。

ガンマ線バーストや活動銀河核から生成された高エネルギー粒子は、大気中の原子核と反応し発光現象を起こします。Ashra実験は発光現象を全天監視し、高エネルギー粒子の発生源の同定、発生メカニズムの特定することを目標としています。実験はハワイ島マウナロア山の中腹にて行われており、本研究室の院生も積極的に現地で活躍しています。

Ashra実験では、数ヶ月間実験施設のあるハワイ島への出張を行うこともあります。その出張報告が物理学科の2011年5月号ニュースレターに掲載されました。本研究室では主に大学院生が海外へ長期出張することも珍しくありません。その一端をご覧いただけるかと思います。

「なぜ宇宙は存在するのか」という人類太古からの疑問に、クォーク側から見たCP対称性の破れによる検証から答えようとする実験です。2008年度ノーベル物理学賞を受賞した小林・益川理論の検証を行い、両氏の受賞に貢献しました。現在は更なる新しい物理の発見に向けて、Super Belle実験が計画されており、本研究室も検出器のアップグレード計画に参加しています。

暗黒物質（Dark Matter)は、現在の宇宙観測の結果から存在が示された未知の物質（重力源）であり、我々の天の川銀河にも大量に存在し、銀河形成の源となったと考えられています。暗黒物質は、これまでに知られていない未知の素粒子であると期待され、大量の暗黒物質（原子質量を仮定した場合、1cm2あたり毎秒100万個）が地球上に到来していることになります。 　暗黒物質の正体を明らかにするために、世界に類を見ない独自技術である超高分解能化した原子核乾板（Nano Imaging Tracker: NIT)とそれに付随するさまざまな"ナノイメージング"技術を駆使した実験を進めており、暗黒物質の到来方向情報を取得することによる新たな暗黒物質の直接観測研究を進めています。本研究は、イタリア、ロシア、トルコからなる国際共同実験として進めらており、イタリア・グランサッソ研究所での観測、ならびに東邦大学・名古屋大学・ナポリ大学が連携した解析研究やデバイス開発が進められています。

クォークだけでなくレプトンもCP対称性が破れている可能性があります。その探索にはニュートリノ反応と反ニュートリノ反応の識別が必要です。そこで反粒子を含めた全てのニュートリノ6種類が識別可能な「永久磁石を用いたコンパクトエマルションスペクトロメータ」の開発を行っています。

Belle実験のA-RICH の精度評価を行うことを目指し、ドリフトチェンバーを複数組み合わせて、3次元の飛跡の情報を得られる宇宙線観測システムを開発します。

人類が宇宙で生活する際に問題となるのが宇宙線による被曝です。宇宙船中の宇宙線の被曝量を多方面から調査し、人体への影響を算出する計画です。

宇宙全体のエネルギーのうち95%が正体不明です。うち23%は宇宙膨張を引き留める暗黒物質、残り72%は膨張を加速する暗黒エネルギーです。我々はNITと呼ばれる写真フィルムを用いて、暗黒物質のシグナルを探索する実験を計画しています。