51探花

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科物理学専攻　助教　芦田洋辅

【概要】

スーパーカミオカンデ（厂耻辫别谤-碍补尘颈辞办补苍诲别）国际共同研究グループ^*1は、纯水运転期间（2008年～2020年のうち3349日）とガドリニウム^*2導入期間（2020年～現在のうち1653日）を合わせた約5000日分の観測データの詳細解析により、超新星背景ニュートリノ（Diffuse Supernova Neutrino Background, DSNB）^*3の兆候（2.6σ、99.5%信頼水準）を世界で初めて捉えました。超新星背景ニュートリノは、宇宙の歴史上すべての重力崩壊型超新星爆発^*4に由来するニュートリノの総和であり、その直接検出はスーパーカミオカンデ计画开始时からの长年の目标でした。本成果は、宇宙の星形成の歴史や元素合成の理解を深める重要な手がかりをつかんだと言えます。

本研究成果は、2026年6月25日にアメリカ?カリフォルニア大学アーバイン校で开催された狈贰鲍罢搁滨狈翱国际会议2026において発表されました。

超新星背景ニュートリノイベントの候补となるチェレンコフ角度が４２度に近い中性子数が１のイベントのエネルギー分布。赤い领域が観测された超新星背景ニュートリノの成分を示す。

【用语解説】

*1　スーパーカミオカンデ
スーパーカミオカンデは、1996年４月に観测を开始した世界最大の地下ニュートリノ観测装置です。岐阜県飞騨市神冈町の地下1000尘に设置されており、ニュートリノの観测研究や阳子崩壊现象の探索などを行っています。スーパーカミオカンデ国际共同研究グループは、东京大学宇宙线研究所を実施责任机関とし、日本、アメリカ、韩国、中国、ポーランド、スペイン、カナダ、イギリス、イタリア、フランス、ベトナムの约60の大学や研究机関から约250名が参加する国际共同研究です。

*2　ガドリニウム
ガドリニウム（骋诲）は原子番号64の元素であり、希土类元素(レアアース)の一种です。ガドリニウムは、全元素のなかで中性子を捕获する能力が非常に高い元素です。そのため、スーパーカミオカンデの水に加えると、超新星爆発ニュートリノのうち、反电子ニュートリノが水と反応した时に生じる中性子をガドリニウムが捕获して新たな信号が出るため、他のノイズ事象と区别できるようになります。2020年と2022年にスーパーカミオカンデの水にガドリニウムを加え、データ取得を続けていました。
ガドリニウムを加えることにより、反电子ニュートリノからの信号を区别して検出できるようになります。

*3　超新星背景ニュートリノ（Diffuse Supernova Neutrino Background, DSNB）
宇宙全体では、毎秒数回の频度で超新星爆発が起きており、宇宙が生まれてから现在まで、超新星爆発から放出されたニュートリノは宇宙に拡散され、蓄积されることになります。そのニュートリノを「超新星背景ニュートリノ」と呼びます。

*4　重力崩壊型超新星爆発
太阳の约8倍以上の重い星が寿命の终わりに起こす大爆発です。核融合が止まると重力で中心が急激に溃れ、超高密度の中性子星やブラックホールが生まれます。その反动で外侧の层が吹き飞び、宇宙に大量の物质とエネルギーを放出します。これにより重い元素も作られ、宇宙の进化に重要な役割を果たします。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科物理学専攻
助教　芦田　洋辅（あしだ　ようすけ）
Email: yosuke.ashida.a1*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科?広报?アウトリーチ支援室
TEL: 022-795-6708
Email: sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）