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OPERA RUN until 2012

OPERA RUN until 2012. 2008/2009 RUN Detect the signature of Tau neutrino appearance ( if SK is right) 2010 RUN Confirm Tau neutrino appearance (if SK) . Detect the signature of Electron neutrino appearance (if θ13 near CHOOZ.) 2011/2012 RUN with anti-neutrino (?).

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OPERA RUN until 2012

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Presentation Transcript

  1. OPERA RUN until 2012 • 2008/2009 RUN Detect the signature of Tau neutrino appearance( if SK is right) • 2010 RUN Confirm Tau neutrino appearance (if SK) . Detect the signature of Electron neutrino appearance (if θ13 near CHOOZ.) • 2011/2012 RUN with anti-neutrino (?)

  2. Electron neutrinoevent in OPERA Event in the upstream part Plate 45

  3. Electron neutrino eventin OPERA Event in the downstream part Plate 10 SB + volume scan around cs predictions e-pairs along the track found in the volume SB reached to 1ry (pl 45).

  4. Electron Neutrino in OPERA Origin of the intrinsic νe CUT @ 20GeV intrinsic νeetc νμ→νe Evis spectraΔm223=2.5 10 -3 eV2 Sin2(2θ13)= 0.14 (CHOOZ limit) ~8 oscillated events＠1yr RUN ~15 intrinsic evenｔs

  5. 原子核乾板の長期間特性 長縄直崇

  6. 名大F研と富士フイルムで共同開発したOPERAフィルム名大F研と富士フイルムで共同開発したOPERAフィルム 原子核乾板上のMIP飛跡 光学顕微鏡（深さ３μmの断層画像） 10cm 12.5cm π-10GeV/c 断面図 44μm 乳剤層 205μm プラスティック 44μm乳剤層 Electron ～100keV 20μm VIDEO 感度 35grains/100micron

  7. 第１の要求、低バックグラウンドに対して リフレッシュせずに現像 リフレッシュ後に現像 （30度98%R.H.3日） リフレッシュ処理可能な乳剤の開発 １９３６年以来の原子核乳剤の改良

  8. 2003.5.26　塗布開始 2004.1.13　リフレッシュ開始 2005.3.17　初出荷 2007.4.25　最終出荷 リフレッシュは 名大の仕事

  9. 2003.5.26　塗布開始 2004.1.13　リフレッシュ開始 2005.3.17　初出荷 2007.4.25　最終出荷　 2005.3.17 273箱

  10. 長期間性能維持の要求 リフレッシュ可能な乳剤の長期間特性 あと3年間は続く。 最長で10年間性能が維持される必要がある。

  11. リフレッシュ可能な乳剤の長期間特性 使用した乾板 最長で10年間性能が維持される必要がある。

  12. 原子核乾板の性能とは 荷電粒子への感度 飛跡を構成する 現像銀粒子密度 GrainDensity（GD） GD>30/100μm ～90%の認識効率 FD フォグ量 FogDensity（FD） FD<10/1000μm3であることが必要。 ～90%の認識効率 10 30 GD（感度）

  13. 感度（GD）の長期間特性の評価方法 リフレッシュ 生産 保管　　　　MIP照射　　　　現像　　　　GD測定 0~8年 リフレッシュ：30℃98%3日間 保管条件：遮光、20℃、 　　　　　　　自然放射能からのシールド（鉛5cm） 　　　　　　　宇宙線地下100m（東濃鉱山） MIP照射：KEK2GeVπ、分子研UVSOR数百MeV e 現像：アスコルビン酸系の現像液、20℃15分現像 GD測定：　光学顕微鏡、肉眼でカウント 3本以上の飛跡、各飛跡840μm以上 100μmに換算。

  14. 感度（GD）長期間特性　結果 リフレッシュ＋保管 長期的な感度低下は見られない。 OPERAの最長１０年間の使用に問題なし。

  15. フォグ量（FD）の長期間特性の評価方法 リフレッシュ 生産 保管　　　 現像　　　　FD測定 0~8年 保管、現像条件：感度の試験と同じ FD測定：23700μm3内の飛跡と無関係な現像銀粒子を 　　　　　　肉眼でカウント、1000μm3に換算。

  16. フォグ量（FD）長期間特性　結果 リフレッシュ＋保管 OPERAの最長10年間の使用に問題なし。

  17. 8年後のリフレッシュの消去能力　　 　　 　　照射　　　リフレッシュ　　　現像　　　GD測定 1~3日　 生産 リフレッシュ 保管8年

  18. 8年後のリフレッシュ消去能力 製造→リフレッシュ 製造→8年保管→リフレッシュ 製造→リフレッシュ→8年保管→リフレッシュ リフレッシュ3日間で生産直後のリフレッシュと同等に消える。

  19. 8年後にリフレッシュをした後の感度、フォグ量8年後にリフレッシュをした後の感度、フォグ量 8年後のリフレッシュの前後で、感度（GD）の減少、 フォグ量（FD）の増加なし。 OPERAの原子核乾板を8年後にリフレッシュして 再利用することが可能。

  20. チャームペンタクォークの研究 中性子モニター γ線望遠鏡 ミューオンラジオグラフィー 二重β崩壊探索

  21. 低放射線バックグラウンド／超高位置分解能原子核乳剤の開発低放射線バックグラウンド／超高位置分解能原子核乳剤の開発 体制 • 富士フィルムと同型の乳剤製造装置　（3月） • 富士フィルムのOB（OPERAフィルムの開発者） 目的 • カリウムを含まない乳剤　→　二重ベーター崩壊 • 高位置分解能乳剤　→　暗黒物質の方向性検出 γ線望遠鏡他

  22. KBr→NaBr AgNO3 AgBr微結晶 最新鋭　写真乳剤/原子核乳剤　仕込装置(概要）

  23. High resolution emulsion (Nano Imaging Tracker:NIT)‏ NIT normal emulsion(OPERA emulsion)‏ 200nm size 200±16 nm density 2.8g/cc →VAgBr : Vgel = 3 : 7 ↓ 2.3 grains/μm size 40±9 nm density 2.8g/cc →VAgBr : Vgel = 3 : 7 ↓ 11 grains/μm 5times high resolution

  24. SEM image Track data Kr3+ 1200km/s (600keV)‏ 600keV Kr 600 nm Kr+ 680km/s (200keV)‏ 200keV Kr 200 nm M.Natsume et al. NIM A 575(2007) 439 NIT can detect tracks recoiled by WIMPs!

  25. Directional detection of WIMP by Nuclear Emulsion. Nuclear Emulsion: density 3g/cm3　⇒Easy to realize large mass detector WIMP wind WIMP wind WIMP Ag,Br , C,N,O… recoil track Mount on Equatorial telescope ⇒keep the detector direction to the WIMP wind. WIMP mass 100GeV Br recoil Eth >100keV cosθ

  26. 原子核乾板のWIMPに対する感度 (20nm AgBr)‏ WIMPs 反応レート 1 counts/（1000kg year） limit 飛程　閾値 200nm 100nm CDMS2 XENON 10 50nm XMASS 乾板 微粒子化が不可欠 DAMA領域は１ｋｇ×1年でカバー　

  27. Swell the low velocity ion tracks recorded in the NIT ph treatment + glycerin treatment ⇒Larger swelling (possible to 10 timesl) Pouring of emulsion Kr ion exposure NIT dry Swell technique of NIT emulsion swell Kr ion 10 timers X,Y 2times Range ~100nm order Expected range ~ μm order optical microscope slice 1mm

  28. 200keV 400keV 600keV No exposure Random fog (just one point)‏ T.Naka et al. Nucl. Inst. Meth. A 581(2007) 761

  29. 600keV Kr 3D image of optical microscope

  30. 次期高速読み出しシステム 高解像度 ステッパー型レンズ モザイクイメージセンサー FOV of New Scanning System FOV of SUTS 対角5mm 原子核乾板 ステージ http://www.tochigi-nikon.co.jp/technology/stepper/structure/index.htm　より

  31. Evolution of the Scanning Power Speed in cm2/h

  32. 超微粒子原子核乾板＝ ダークマター望遠鏡

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