ニュートリノ物理

本書は，最先端のニュートリノ研究の解説書で，初学者にも順を追っていけばニュートリノ研究の最前線が無理なく学べるようになっている。 ニュートリノを研究することは素粒子物理学における最も重要なテーマであり，2015年のノーベル物理学賞「ニュートリノ振動の発見」（ニュートリノ質量の発見）は素粒子物理学の標準模型を超えた大発見であった。また，2002年のノーベル物理学賞「ニュートリノ天文学の開拓」は，ニュートリノによる宇宙観測の幕開けであった。本書では，素粒子の世界を探るニュートリノ実験，宇宙を探るニュートリノ観測を紹介して，ニュートリノ研究の最前線に迫る。本書の構成は1章の「はじめに」と8章の「付録」の間に，2章 素粒子物理とニュートリノ，3章 ニュートリノ質量，4章 自然ニュートリノ観測，5章 人工ニュートリノ実験，6章 ニュートリノと素粒子物理学の将来，7章 ニュートリノ測定器と最先端の研究の解説がわかりやすくまとめられている。 第1章 はじめに 1.1 なぜ，素粒子を研究するのか？ 1.2 なぜ，ニュートリノなのか？ 第2章 素粒子物理とニュートリノ 2.1 素粒子の標準模型 2.1.1 クォークとレプトン 2.1.2 力を伝える粒子と3 種類の相互作用 2.1.3 ヒッグス粒子 2.2 ニュートリノ 2.2.1 ニュートリノ仮説とベータ崩壊 2.2.2 ニュートリノの発見 2.2.3 左巻きニュートリノとパリティの破れ 2.2.4 ニュートリノの種類数 第3章 ニュートリノ質量 3.1 ニュートリノ質量：ディラック質量とマヨラナ質量 3.2 ニュートリノ振動 3.3 ニュートリノ質量の測定 3.3.1 ニュートリノ質量の直接測定 3.3.2 ニュートリノ質量と宇宙の進化の歴史 第4章 自然ニュートリノ観測 4.1 太陽ニュートリノ 4.1.1 カミオカンデ実験 4.1.2 スーパーカミオカンデ実験 4.1.3 SNO 実験 4.2 大気ニュートリノ 4.2.1 カミオカンデ実験 4.2.2 スーパーカミオカンデ実験 4.3 地球反ニュートリノ 4.4 超新星ニュートリノ 4.4.1 超新星ニュートリノ 4.4.2 超新星残存ニュートリノ 4.5 宇宙高エネルギーニュートリノ 4.6 宇宙背景ニュートリノ 第5章 人工ニュートリノ実験 5.1 加速器ニュートリノビーム 5.1.1 K2K実験ー日本を縦断するニュートリノビームー 5.1.2 T2K実験 5.1.3 世界の加速器ニュートリノ実験 5.2 原子炉反ニュートリノ 5.2.1 カムランド実験 5.2.2 原子炉 θ13実験 5.3 放射性元素のベータ崩壊からのニュートリノ 5.3.1 ベータ崩壊によるニュートリノ質量の直接測定 5.3.2 2重ベータ崩壊探索とマヨラナニュートリノの検証 5.4 その他の人工ニュートリノ生成方法 第6章 ニュートリノと素粒子物理学の将来 6.1 ステライルニュートリノ 6.2 ニュートリノにおける粒子と反粒子対称性の破れ 6.3 陽子崩壊と大統一理論 第7章 ニュートリノ測定器 7.1 カミオカンデ測定器 7.2 スーパーカミオカンデ測定器 7.3 カムランド（禅）測定器 7.4 K2K実験装置 7.5 T2K実験装置 7.6 IceCube測定器 7.7 ハイパーカミオカンデ測定器（計画） 第8章 付録 8.1 用語集 8.2 米国元大統領Bill CrintonのMITでのスピーチ