高エネルギー領域のニュートリノ研究に道開く―世界最高エネルギーの衝突型加速器で観測実験：九州大学/千葉大学/高エネルギー加速器研究機構ほか
(2021年11月26日発表)
九州大学、千葉大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）、名古屋大学の研究者から成る共同研究グループは11月26日、欧州原子核研究機構（CERN（セルン））の大型ハドロン衝突型加速器（LHC）を用いて史上初の高エネルギー領域におけるニュートリノ観測実験を実施し、ニュートリノ反応候補の観測に成功したと発表した。高エネルギー領域のニュートリノ研究に道を開く成果という。
ニュートリノは宇宙を飛び交っている光に次いで多い素粒子。電荷を持たず、どんなものでも通過し、素粒子標準理論によると質量は極めて小さく、電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノの3世代（3種類のフレーバー）あることが分かっている。
ただ、ニュートリノには謎が多く、なかでも高エネルギー領域でのニュートリノ研究は進んでいなかったことから、ニュートリノの解明を目指してその開拓に関心が寄せられている。
共同研究グループは、FASER（フェイザー）と名付けられたCERNの国際共同実験に携わっている日本人研究者中心の国際研究グループ。
FASER実験は、CERNのLHCを用い、軽い長寿命の未知粒子を探索することを目的とした実験で、2019年3月に承認された。その後、日本人研究者グループが中心になり、LHCを使って未開拓の高エネルギー領域での3世代ニュートリノを研究する計画案を提案、同年12月に承認され、2022－2024年実験実施に向けて準備を進めている。
今回の成果はこの実験に先立ってLHCで初めて実施された高エネルギー領域における成果。
ニュートリノはLHCの陽子陽子衝突で生じる様々な粒子の崩壊によってできるが、反応する確率は極めて小さい。そこで膨大な背景事象を処理するためのアルゴリズムなどを開発、また多変数解析により背景事象の分析を行い、LHCにおけるニュートリノ反応候補の初検出を実現した。
研究グループは、未知の高エネルギー領域において3種類のフレーバーのニュートリノに素粒子標準理論を超えた物理の影響があるかを検証することを目指している。今回の成功により、衝突型加速器（コライダー）を用いた高エネルギーニュートリノ研究への道筋がついたとしている。
