Courrier 001: グラショウ共鳴の発見

南極で行われているニュートリノ実験の IceCube グループが、グラショウ共鳴の観測を発表しました。結果は2021年3月10日付けで Nature に掲載されています。

• 千葉大グループのプレスリリース
  • 素粒子の基礎理論「Glashow共鳴」の実証に初成功～ニュートリノと反ニュートリノの識別を可能にし、宇宙ニュートリノ発生機構の解明に大きく貢献する成果をネイチャー誌で発表～
• Nature 掲載論文
  • Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube - Nature
• IceCube グループのプレスリリース
  • IceCube detection of a high-energy particle proves 60-year-old theory – IceCube

グラショウ共鳴については初めて聞きましたが、60年前の予想が今になって実証されたこと、また、6.4 PeV という、途方もないエネルギー¹での共鳴が、既に PeV エネルギー領域のニュートリノを検出していた IceCube だからこそ観測できたということが面白かったです。

IceCube やスーパーカミオカンデのような水チェレンコフ検出器ではニュートリノと反ニュートリノを識別することが難しいのですが、IceCube ではグラショウ共鳴によって初めてニュートリノと反ニュートリノを識別できたことになるようです。でも 6.4 PeV 付近の場合しか識別できないので、役に立つのかどうかというのは少し気になります。一方、スーパーカミオカンデでは現在、水にガドリニウムを溶かす実験が行われており、これによって反ニュートリノを識別できるようになります。

• 新生スーパーカミオカンデがスタート、ガドリニウムを加え、新たに観測開始 - スーパーカミオカンデ 公式ホームページ

今回のグラショウ共鳴に関する観測データは以下で公開されています。また、データ解析に使われたコードも GitHub に公開されています (ただし、詳しくはメールしてとのこと)。

• IceCube data for the first Glashow resonance candidate – IceCube
• IceCube Neutrino Observatory - GitHub

グラショウ共鳴が起こるとクォークと反クォークが生成され、ハドロンシャワーが生じるのでそれを検出したのだと思いますが、論文を読んでもいまいちピンと来ませんでした。詳しい方教えて下さい。このデータを見てみたら分かるかな・・・

その他の関連情報

IceCubeさん、宇宙から飛んできたすごい高いエネルギーのニュートリノが南極の氷の中でグラショー共鳴という現象を起こしていたことを見つける🌟 pic.twitter.com/FFTQptkf7s

— AKIMOTO Yuki／ひっぐすたん (@yukiRPM) March 22, 2021