TOHOKU UNIVERSITY Researchers

Details of the Researcher

Home

日本語 English

Summary

Profile
Education

Research Activities

Research Interests
Research Areas
Papers
Research Projects

Educational Activities

Contributions

Other

Takahiko Hachiya

Section

Research Center for Neutrino Science

Job title

Specially Appointed Assistant Professor(Research)

researchmap

https://researchmap.jp/takahikohachiya

J-GLOBAL ID

202301010597926760

ORCID

https://orcid.org/0000-0002-4238-7990

Education 1

Tohoku University　Graduate School of Science　Department of Physics

2016/04 - 2022/11

Research Interests 4

Underground experiment
Soar neutrinos
double beta decay
neutrino

Research Areas 1

Natural sciences / Particle, nuclear, cosmic-ray, and astrophysics - experiment / neutrino

Papers 20

Search for Majorana Neutrinos with the Complete KamLAND-Zen Dataset

S. Abe, T. Araki, K. Chiba, T. Eda, M. Eizuka, Y. Funahashi, A. Furuto, A. Gando, Y. Gando, S. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, A. Marthe, Y. Matsumoto, T. Mitsui, H. Miyake, D. Morita, R. Nakajima, K. Nakamura, R. Nakamura, R. Nakamura, J. Nakane, T. Ono, H. Ozaki, K. Saito, T. Sakai, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, K. Tachibana, K. Tamae, H. Watanabe, K. Watanabe, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, Z. Fu, S. Ghosh, J. Smolsky, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, S. Dell’Oro, T. O’Donnell, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, K. M. Weerman, C. Grant, Ö. Penek, H. Song, A. Li, S. N. Axani, M. Garcia, M. Sarfraz

Physical Review Letters　135　(26)　2025/12/29
Publisher: American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/jkf6-48j8 　

ISSN： 0031-9007

eISSN： 1079-7114

More details Close

We present a search for neutrinoless double-beta ( 0 ν β β ) decay of Xe 136 using the full KamLAND-Zen 800 dataset with 745 kg of enriched xenon, corresponding to an exposure of 2.1 ton yr of Xe 136 . This updated search benefits from a more than twofold increase in exposure, recovery of photo-sensor gain, and reduced background from muon-induced spallation of xenon. Combining with the search in the previous KamLAND-Zen phase, we obtain a lower limit for the 0 ν β β decay halflife of T 1 / 2 0 ν > 3.8 × 10 26 yr at 90% CL, a factor of 1.7 improvement over the previous limit. The corresponding upper limits on the effective Majorana neutrino mass are in the range 28–122 meV using phenomenological nuclear matrix element calculations.
Combined Pre-supernova Alert System with KamLAND and Super-Kamiokande

S. Abe, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, S. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, T. Mitsui, H. Miyake, D. Morita, T. Nakahata, R. Nakajima, K. Nakamura, R. Nakamura, R. Nakamura, J. Nakane, H. Ozaki, K. Saito, T. Sakai, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, R. Shoji, A. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, K. Watanabe, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, Z. Fu, J. Smolsky, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, S. Dell’Oro, T. O’Donnell, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, K. M. Weerman, C. Grant, H. Song, A. Li, S. N. Axani, M. Garcia, K. Abe, S. Abe, C. Bronner, Y. Hayato, K. Hiraide, K. Hosokawa, K. Ieki, M. Ikeda, J. Kameda, Y. Kanemura, R. Kaneshima, Y. Kashiwagi, Y. Kataoka, S. Miki, S. Mine, M. Miura, S. Moriyama, M. Nakahata, Y. Nakano, S. Nakayama, Y. Noguchi, K. Sato, H. Sekiya, H. Shiba, K. Shimizu, M. Shiozawa, Y. Sonoda, Y. Suzuki, A. Takeda, Y. Takemoto, H. Tanaka, T. Yano, S. Han, T. Kajita, K. Okumura, T. Tashiro, T. Tomiya, X. Wang, S. Yoshida, P. Fernandez, L. Labarga, N. Ospina, B. Zaldivar, B. W. Pointon, E. Kearns, J. L. Raaf, L. Wan, T. Wester, J. Bian, N. J. Griskevich, M. B. Smy, H. W. Sobel, V. Takhistov, A. Yankelevich, J. Hill, M. C. Jang, S. H. Lee, D. H. Moon, R. G. Park, B. Bodur, K. Scholberg, C. W. Walter, A. Beauchêne, O. Drapier, A. Giampaolo, Th. A. Mueller, A. D. Santos, P. Paganini, B. Quilain, R. Rogly, T. Nakamura, J. S. Jang, L. N. Machado, J. G. Learned, K. Choi, N. Iovine, S. Cao, L. H. V. Anthony, D. Martin, N. W. Prouse, M. Scott, Y. Uchida, V. Berardi, N. F. Calabria, M. G. Catanesi, E. Radicioni, A. Langella, G. De Rosa, G. Collazuol, M. Feltre, F. Iacob, M. Mattiazzi, L. Ludovici, M. Gonin, L. Périssé, G. Pronost, C. Fujisawa, S. Horiuchi, M. Kobayashi, Y. M. Liu, Y. Maekawa, Y. Nishimura, R. Okazaki, R. Akutsu, M. Friend, T. Hasegawa, T. Ishida, T. Kobayashi, M. Jakkapu, T. Matsubara, T. Nakadaira, K. Nakamura, Y. Oyama, K. Sakashita, T. Sekiguchi, T. Tsukamoto, A. Portocarrero Yrey, N. Bhuiyan, G. T. Burton, F. Di Lodovico, J. Gao, A. Goldsack, T. Katori, J. Migenda, R. M. Ramsden, Z. Xie, S. Zsoldos, A. T. Suzuki, Y. Takagi, Y. Takeuchi, H. Zhong, J. Feng, L. Feng, J. R. Hu, Z. Hu, M. Kawaue, T. Kikawa, M. Mori, T. Nakaya, R. A. Wendell, K. Yasutome, S. J. Jenkins, N. McCauley, P. Mehta, A. Tarrant, M. J. Wilking, Y. Fukuda, Y. Itow, H. Menjo, K. Ninomiya, Y. Yoshioka, J. Lagoda, M. Mandal, P. Mijakowski, Y. S. Prabhu, J. Zalipska, M. Jia, J. Jiang, W. Shi, C. Yanagisawa, M. Harada, Y. Hino, H. Ishino, Y. Koshio, F. Nakanishi, S. Sakai, T. Tada, T. Tano, T. Ishizuka, G. Barr, D. Barrow, L. Cook, S. Samani, D. Wark, A. Holin, F. Nova, S. Jung, B. S. Yang, J. Y. Yang, J. Yoo, J. E. P. Fannon, L. Kneale, M. Malek, J. M. McElwee, M. D. Thiesse, L. F. Thompson, S. T. Wilson, H. Okazawa, S. M. Lakshmi, S. B. Kim, E. Kwon, J. W. Seo, I. Yu, A. K. Ichikawa, K. D. Nakamura, S. Tairafune, K. Nishijima, A. Eguchi, K. Nakagiri, Y. Nakajima, S. Shima, N. Taniuchi, E. Watanabe, M. Yokoyama, P. de Perio, S. Fujita, C. Jesús-Valls, K. Martens, K. M. Tsui, M. R. Vagins, J. Xia, S. Izumiyama, M. Kuze, R. Matsumoto, K. Terada, R. Asaka, M. Ishitsuka, H. Ito, Y. Ommura, N. Shigeta, M. Shinoki, K. Yamauchi, T. Yoshida, R. Gaur, V. Gousy-Leblanc, M. Hartz, A. Konaka, X. Li, S. Chen, B. D. Xu, A. Q. Zhang, B. Zhang, M. Posiadala-Zezula, S. B. Boyd, R. Edwards, D. Hadley, M. Nicholson, M. O’Flaherty, B. Richards, A. Ali, B. Jamieson, S. Amanai, Ll. Marti, A. Minamino, R. Shibayama, S. Suzuki

The Astrophysical Journal　973　(2)　140-140　2024/09/26
Publisher: American Astronomical Society
DOI： 10.3847/1538-4357/ad5fee 　

ISSN： 0004-637X

eISSN： 1538-4357

More details Close

Abstract Preceding a core-collapse supernova (CCSN), various processes produce an increasing amount of neutrinos of all flavors characterized by mounting energies from the interior of massive stars. Among them, the electron antineutrinos are potentially detectable by terrestrial neutrino experiments such as KamLAND and Super-Kamiokande (SK) via inverse beta decay interactions. Once these pre-supernova (pre-SN) neutrinos are observed, an early warning of the upcoming CCSN can be provided. In light of this, KamLAND and SK, both located in the Kamioka mine in Japan, have been monitoring pre-SN neutrinos since 2015 and 2021, respectively. Recently, we performed a joint study between KamLAND and SK on pre-SN neutrino detection. A pre-SN alert system combining the KamLAND detector and the SK detector was developed and put into operation, which can provide a supernova alert to the astrophysics community. Fully leveraging the complementary properties of these two detectors, the combined alert is expected to resolve a pre-SN neutrino signal from a 15 M _⊙ star within 510 pc of the Earth at a significance level corresponding to a false alarm rate of no more than 1 per century. For a Betelgeuse-like model with optimistic parameters, it can provide early warnings up to 12 hr in advance.
Search for charged excited states of dark matter with KamLAND-Zen

S. Abe, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, S. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, T. Mitsui, H. Miyake, D. Morita, T. Nakahata, R. Nakajima, K. Nakamura, R. Nakamura, R. Nakamura, J. Nakane, H. Ozaki, T. Sakai, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, R. Shoji, A. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, K. Watanabe, S. Obara, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, A. Ichikawa, B.E. Berger, B.K. Fujikawa, J.G. Learned, J. Maricic, S.N. Axani, Z. Fu, J. Smolsky, L.A. Winslow, Y. Efremenko, H.J. Karwowski, D.M. Markoff, W. Tornow, S. Dell'Oro, T. O'Donnell, J.A. Detwiler, S. Enomoto, M.P. Decowski, K.M. Weerman, C. Grant, A. Li, H. Song

Physics Letters B　855　138846-138846　2024/08
Publisher: Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.physletb.2024.138846 　

ISSN： 0370-2693
Measurement of cosmic-ray muon spallation products in a xenon-loaded liquid scintillator with KamLAND

S. Abe, S. Asami, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, T. Mitsui, H. Miyake, T. Nakahata, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, Z. Fu, J. Smolsky, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, S. Dell'Oro, T. O'Donnell, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, K. M. Weerman, C. Grant, A. Li, H. Song

Physical Review C　2023/05/22

DOI： 10.1103/PhysRevC.107.054612 　
First measurement of the strange axial coupling constant using neutral-current quasielastic interactions of atmospheric neutrinos at KamLAND

S. Abe, S. Asami, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, T. Mitsui, H. Miyake, T. Nakahata, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, Z. Fu, J. Smolsky, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, A. Li, H. Song, S. Dell’Oro, T. O’Donnell

Physical Review D　2023/04/19

DOI： 10.1103/PhysRevD.107.072006 　
Search for the Majorana Nature of Neutrinos in the Inverted Mass Ordering Region with KamLAND-Zen

S. Abe, S. Asami, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, S. Hayashida, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, T. Nakahata, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, D. Chernyak, A. Kozlov, K. Z. Nakamura, S. Yoshida, Y. Takemoto, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, J. Smolsky, Z. Fu, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, S. Dell’Oro, T. O’Donnell, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, A. Li, H. Song

Physical Review Letters　2023/01/30

DOI： 10.1103/PhysRevLett.130.051801 　
Abundances of Uranium and Thorium Elements in Earth Estimated by Geoneutrino Spectroscopy

S. Abe, S. Asami, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, T. Nakahata, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, Y. Shirahata, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, Z. Fu, J. Smolsky, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, H. Song, T. O’Donnell, S. Dell’Oro

Geophysical Research Letters　49　(16)　2022/08/28
Publisher: American Geophysical Union (AGU)
DOI： 10.1029/2022GL099566 　

ISSN： 0094-8276

eISSN： 1944-8007

More details Close

Abstract The decay of the primordial isotopes ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, and ⁴⁰K has contributed to the terrestrial heat budget throughout the Earth's history. Hence, the individual abundance of those isotopes are key parameters in reconstructing contemporary Earth models. The geoneutrinos produced by the radioactive decays of uranium and thorium have been observed with the Kamioka Liquid‐Scintillator Antineutrino Detector (KamLAND). Those measurements have been improved with more than 18‐year observation time, and improvement in detector background levels mainly with an 8‐year nearly reactor‐free period, which now permit spectroscopy with geoneutrinos. Our results yield the first constraint on both uranium and thorium heat contributions. The KamLAND result is consistent with geochemical estimations based on elemental abundances of chondritic meteorites and mantle peridotites. The High‐Q model is disfavored at 99.76% C.L. and a fully radiogenic model is excluded at 5.2σ assuming a homogeneous heat producing element distribution in the mantle.
Search for Supernova Neutrinos and Constraint on the Galactic Star Formation Rate with the KamLAND Data

S. Abe, S. Asami, M. Eizuka, S. Futagi, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, M. Koga, M. Kurasawa, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, T. Nakahata, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. Ichikawa, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Kotera, Y. Urano, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Smolsky, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, H. Song, T. O’Donnell, S. Dell’Oro

The Astrophysical Journal　2022/07/01

DOI： 10.3847/1538-4357/ac7a3f 　
A Search for Correlated Low-energy Electron Antineutrinos in KamLAND with Gamma-Ray Bursts

S. Abe, S. Asami, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, T. Kinoshita, M. Koga, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, M. Eizuka, M. Kurasawa, T. Nakahata, S. Futagi, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, J. Smolsky, C. Laber-Smith, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Ouellet, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, H. Song, T. O’Donnell, S. Dell’Oro

The Astrophysical Journal　927　(1)　69-69　2022/03/01
Publisher: American Astronomical Society
DOI： 10.3847/1538-4357/ac4e7e 　
Limits on Astrophysical Antineutrinos with the KamLAND Experiment

S. Abe, S. Asami, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, S. Hayashida, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, T. Kinoshita, M. Koga, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, Y. Shirahata, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, Y. Wada, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, A. Kozlov, D. Chernyak, Y. Takemoto, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, S. Hirata, K. Z. Nakamura, M. Yoshida, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Ouellet, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, T. O’Donnell, S. Dell’Oro

The Astrophysical Journal　2022/01/01

DOI： 10.3847/1538-4357/ac32c1 　
Search for Solar Flare Neutrinos with the KamLAND Detector

S. Abe, S. Asami, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, S. Hayashida, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, T. Kinoshita, M. Koga, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, Y. Wada, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. K. Ichikawa, A. Kozlov, D. Chernyak, Y. Takemoto, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, K. Z. Nakamura, M. Yoshida, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Ouellet, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, T. O’Donnell, S. Dell’Oro

The Astrophysical Journal　2022/01/01

DOI： 10.3847/1538-4357/ac35d1 　
The nylon balloon for xenon loaded liquid scintillator in KamLAND-Zen 800 neutrinoless double-beta decay search experiment

Y. G, o, A. G, o, T. Hachiya, S. Hayashida, K. Hosokawa, H. Ikeda, T. Mitsui, T. Nakada, S. Obara, H. Ozaki, J. Shirai, K. Ueshima, H. Watanabe, S. Abe, K. Hata, A. Hayashi, Y. Honda, S. Ieki, K. Inoue, K. Ishidoshiro, S. Ishikawa, Y. Kamei, K. Kamizawa, Y. Karino, N. Kawada, T. Kinoshita, M. Koga, S. Matsuda, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nemoto, A. Ono, N. Ota, S. Otsuka, Y. Shibukawa, I. Shimizu, Y. Shirahata, K. Soma, A. Suzuki, A.A. Suzuki, T. Takai, A. Takeuchi, K. Tamae, Y. Teraoka, Y. Wada, D. Chernyak, A. Kozlov, S. Yoshida, S. Umehara, Y. Takemoto, K. Fushimi, S. Hirata, C. Grant, A. Li, J.G. Learned, J. Maricic, B.E. Berger, B.K. Fujikawa, S. Fraker, A. Herman, E. Krupczak, G.L. Pease, L.A. Winslow, Y. Efremenko, H.J. Karwowski, D.M. Markoff, W. Tornow, T. O{\textquotesingle}Donnell, S. Dell{\textquotesingle}Oro, J.A. Detwiler, S. Enomoto, M.P. Decowski

Journal of Instrumentation　16　(08)　2021/08/01
Publisher: {IOP} Publishing
DOI： 10.1088/1748-0221/16/08/p08023 　

ISSN： 1748-0221

More details Close

The KamLAND-Zen 800 experiment is searching for the neutrinoless double-beta decay of $^{136}$Xe by using $^{136}$Xe-loaded liquid scintillator. The liquid scintillator is enclosed inside a balloon made of thin, transparent, low-radioactivity film that we call Inner Balloon (IB). The IB, apart from guaranteeing the liquid containment, also allows to minimize the background from cosmogenic muon-spallation products and $^{8}$B solar neutrinos. Indeed these events could contribute to the total counts in the region of interest around the Q-value of the double-beta decay of $^{136}$Xe. In this paper, we present an overview of the IB and describe the various steps of its commissioning minimizing the radioactive contaminations, from the material selection, to the fabrication of the balloon and its installation inside the KamLAND detector. Finally, we show the impact of the IB on the KamLAND background as measured by the KamLAND detector itself.
Search for Low-energy Electron Antineutrinos in KamLAND Associated with Gravitational Wave Events Peer-reviewed

S. Abe, S. Asami, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, S. Hayashida, K. Hosokawa, K. Ichimura, S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, T. Kinoshita, M. Koga, N. Maemura, T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu, J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, Y. Wada, H. Watanabe, Y. Yoshida, S. Obara, A. Kozlov, D. Chernyak, Y. Takemoto, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, A. K. Ichikawa, K. Z. Nakamura, M. Yoshida, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Ouellet, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant, T. O'Donnell, S. Dell'Oro

Astrophysical Journal　909　(2)　2021/03/10

DOI： 10.3847/1538-4357/abd5bc 　

ISSN： 0004-637X

eISSN： 1538-4357
First results of KamLAND-Zen 800

Yoshihito Gando, KamLAND-Zen collaboration

Journal of Physics: Conference Series　1468　(1)　2020/03/20
Publisher: Institute of Physics Publishing
DOI： 10.1088/1742-6596/1468/1/012142 　

ISSN： 1742-6596 1742-6588
Delayed coincidence with a day-scale window for tagging 232Th series isotopes in KamLAND

Takahiko Hachiya

2020/03/20

DOI： 10.1088/1742-6596/1468/1/012257 　
Inner balloon production for KamLAND-Zen 800 Peer-reviewed

A.Gando, Y.Gando, T.Hachiya, S.Hayashida, K.Hosokawa, H.Ikeda, S.Obara, H.Ozaki, K.Ueshima, H.Watanabe

Journal of Physics: Conference Series　1468　(1)　012145　2020

DOI： 10.1088/1742-6596/1468/1/012145 　
Kamland-zen

S. Abe, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, K. Hosokawa, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, T. Kinoshita, M. Koga, T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, S. Obara, A. Ohno, N. Ohta, S. Ohtsuka, H. Ozaki, T. Sato, I. Shimizu, Y. Shirahata, J. Shirai, A. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, Y. Wada, H. Watanabe, A. Kozlov, D. Chernyak, Y. Takemoto, S. Umehara, S. Yoshida, K. Fushimi, S. Hirata, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, L. A. Winslow, J. Ouellet, E. Krupczak, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, T. O’Donnell, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski

Neutrino 2018 - 28th International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics, Conference Proceedings　2018
Search for Majorana Neutrinos Near the Inverted Mass Hierarchy Region with KamLAND-Zen

Takahiko Hachiya

Physical Review Letters　2016/08/16

DOI： 10.1103/PhysRevLett.117.082503 　
e+/e− Discrimination in KamLAND

Takahiko Hachiya

2016/01/27

DOI： 10.7566/JPSCP.12.010046 　
Results from KamLAND-Zen Peer-reviewed

K. Asakura, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, T. Ishikawa, S. Ishio, M. Koga, R. Matsuda, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, S. Obara, Y. Oki, M. Otani, T. Oura, I. Shimizu, Y. Shirahata, J. Shirai, A. Suzuki, H. Tachibana, K. Tamae, K. Ueshima, H. Watanabe, B. D. Xu, Y. Yamauchi, H. Yoshida, A. Kozlov, Y. Takemoto, S. Yoshida, K. Fushimi, T. I. Banks, S. J. Freedman, B. K. Fujikawa, T. O'Donnell, L. A. Winslow, B. E. Berger, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski

XXVI INTERNATIONAL CONFERENCE ON NEUTRINO PHYSICS AND ASTROPHYSICS (NEUTRINO 2014)　1666　170003　2015

DOI： 10.1063/14915593 　

ISSN： 0094-243X

Show all ︎Show first 5

Research Projects 1

ニュートリノの質量逆階層構造領域におけるマヨラナ性検証

蜂谷尊彦

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 特別研究員奨励費

Institution: 東北大学

2018/04/25 - 2020/03/31

More details Close

本研究の目的はニュートリノが粒子＝反粒子という性質(マヨラナ性)をもつかどうかを検証することである。マヨラナ性の証拠となる現象がニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊(0nbb崩壊)であり、本研究ではキセノン136の0nbb崩壊を探索する。この実験を KamLAND-Zen 800実験(KLZ800)と呼ぶ。今年度の主な成果は次の3つである: (1)KLZ800の結果を公表した、(2)炭素10崩壊事象の除去に成功した、(3)新たなバックグラウンド源を特定した。 (1)KLZ800の初めの133日分の観測データを解析した結果を公表した。KLZ800ではキセノン溶解液体シンチレータ(XeLS)を格納する容器の低バックグラウンド化に成功したため、先行研究KamLAND-Zen 400(KLZ400)と比較して有効体積を約4倍にできた。観測日数はKLZ400の約1/4であるが、KLZ800の観測データは既にKLZ400と同等の0nbb崩壊探索感度を持つことを示した。 (2)炭素10の崩壊事象は0nbb崩壊事象のバックグラウンドとなる。炭素10は宇宙線ミューオンがXeLS中の炭素12を破砕することで生成する。KLZ400では炭素10と同時に生成される中性子との相関を利用して炭素10崩壊事象を除去していたが、本研究では新手法としてミューオンが作るシャワーとの相関を利用する方法を開発した。従来手法と新手法の組み合わせ方についても最適化を行い、本研究の目標感度(マヨラナ有効質量50―20 meV)への到達に必要な除去性能を達成した。 (3)炭素10崩壊事象の徹底除去を実現したことで、0nbb崩壊事象のバックグラウンドについて理解が進んだ。シミュレーション等を用いた調査により、キセノンが宇宙線ミューオンによって破砕されて生成される不安定核が主要なバックグラウンド源であることを突き止めた。