Hyper-Kamiokande
介绍了将在日本建造的下一代水切伦科夫探测器Hyper-Kamiokande。该项目的主要目标包括对中微子振荡中CP破坏的灵敏测量、质子衰变的研究以及太阳、大气和天体物理学中微子的研究。描述了Hyper-Kamiokande探测器的主要功能。主要重点放在大型光电传感器上。介绍了近中微子探测器研制的最新进展。
2020-05-27 hep-ex physics.ins-det
The Narrow-beam Diffuser Subsystem of a Prototype Optical Calibration System for the Hyper-Kamiokande Detector
Hyper-Kamiokande中微子探测器将于2020年开始建造，接替Super-Kamiokande成为世界上最大的水切伦科夫探测器。Hyper-Kamiokande的集成光注入系统的研究和开发正在进行中，该系统将提供对光传感器响应和水透明度的现场监测。2018年夏天，形成该系统迭代的光学硬件安装在Super-Kamiokande。我们目前的窄光束扩散器的硬件和测试程序的细节，除了安装的光注入系统的简要总结。
2019-03-30 hep-ex physics.ins-det
Diffuser Research and Development for Optical Calibration Systems in Hyper-Kamiokande
作为下一代水切伦科夫探测器的一部分，Hyper-Kamiokande将在确定中微子振荡中的轻子CP破坏方面具有极大的改进潜力。众所周知的光学扩散器需要作为一个集成的光注入系统的一部分，用于校准的超灵敏的光电探测器。介绍了光学扩散器技术的研究和发展，并对超级神冈的最新装置进行了总结。
2019-04-12 hep-ex physics.ins-det
The Hyper-Kamiokande Experiment
Hyper-Kamiokande（HK）是一个下一代大型水切伦科夫探测器，将在日本建造，基于非常成功的超级Kamiokande探测器。香港将提供一个广泛的科学计划，如中微子振荡研究，质子衰变搜索和中微子天体物理学前所未有的敏感性。本文介绍了HK的概况和物理潜力。
2017-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Triggering and data acquisition for the Hyper-Kamiokande experiment
Hyper-Kamiokande被提议作为下一代中微子振荡实验，能够观测加速器、大气、太阳和天体物理中微子，以及可能的质子衰变，提供了丰富的科学方案。主要目标之一是研究轻子区的CP破坏。Hyper-Kamiokande探测器将是一个地下水切伦科夫探测器，基准质量为56万公吨，大约是Super-Kamiokande的25倍。有了如此大的基准质量，Hyper-Kamiokande探测器将需要一个强大的触发器和数据采集系统（DAQ）才能对感兴趣的物理事件敏感。几个英国机构正在参与开发触发器和DAQ。在这里，我们提出了一些正在进行的研究，从英国DAQ集团。
2015-04-25 hep-ex physics.ins-det
Hyper-Kamiokande: Towards a measurement of CP violation in lepton sector
我们提出了最新的超神冈灵敏度研究表明，与13兆瓦$\times 10^{7}$秒的综合光束功率的总曝光，CP相位- $δ_{CP}$ -可以确定优于21度的$δ_{CP}$的所有可能的值和CP破坏可以建立一个超过3 $σ$（5 $σ$）的$δ_{CP}$参数空间的78%（62%）的意义。
2016-08-22 hep-ex physics.ins-det
The Hyper-Kamiokande Experiment: Overview & Status
Hyper-Kamiokande（HK）实验围绕拟议的下一代地下水切伦科夫探测器进行，该探测器将比非常成功的Super-Kamiokande实验大近20倍，并使用具有相同40%光覆盖率的显着改进的光电探测器。HK将把现有的对质子衰变的灵敏度提高一个数量级，它将研究来自各种来源的中微子，包括大气中微子、太阳中微子和超新星中微子。除了作为一个独立的实验，香港将作为远探测器的长基线中微子实验使用升级的J-PARC中微子束，加强搜索轻子扇区CP破坏。这篇对NuPhys 2016会议的贡献介绍了实验的最新进展和现状。它讨论了正在进行的光电传感器的研发工作和预期的物理达到超新星中微子的领域，在最近出版的设计报告中展示。其他的物理主题，包括中微子振荡和核子衰变，讨论了在一个单独的贡献，这些诉讼。
2017-04-19 hep-ex physics.ins-det
The WAGASCI detector as an off-axis near detector of the T2K and Hyper-Kamiokande experiments
在T2 K和未来的Hyper-Kamiokande实验中寻找CP破坏时，减少目前的系统不确定性是至关重要的。目前的T2 K近场探测器ND 280在$ν_{e}$出现通道中将中微子束和截面模型的不确定性从$11.9\%$降低到$5.4\%$。这些剩余不确定度主要来自于ND 280本身的局限性，这是由于ND 280在目标材料和与远探测器的角度接收方面的差异造成的。为了显示T2 K第二阶段和Hyper-Kamiokande实验中的CP破坏的证据（随后的观测），本文提出了ND 280探测器的升级。它使用由时间投影室包围的3D网格闪烁体结构，以重建具有$\sim 4π$接受度的粒子。
2016-10-20 hep-ex physics.ins-det
Physics Potentials of the Hyper-Kamiokande Second Detector in Korea
Hyper-Kamiokande（Hyper-K）是非常成功的Super-K实验的延续，它将由一个装有26万吨纯净水的大型探测器组成，并配备40%的光覆盖率。Hyper-K的物理课程范围广泛，涵盖粒子物理学到天体物理学和天文学。Hyper-K 1 $^{st}$探测器将在日本建造，2 $^{nd}$探测器将在韩国建造，因为韩国候选场地的基线较长（$\sim$ 1，100 km）和覆盖层较大（$\sim$ 1，000 m），将2 $^{nd}$探测器放置在韩国可提高物理灵敏度。在这次演讲中，我们介绍了韩国Hyper-K 2 $^{nd}$探测器的概况和物理潜力。
2018-11-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Large Area Photo-Detection System using 3-inch PMTs for the Hyper-Kamiokande Outer Detector
Hyper-Kamiokande计划于2020年开始建造，是下一代地下水切伦科夫探测器，基于非常成功的Super-Kamiokande实验。它将作为295公里外的远探测器，用于日本升级的J-PARC光束的长基线中微子实验。它也将是一个探测器，能够观测-远远超过超级神冈探测器的灵敏度-质子衰变，大气中微子和天文源中微子。由安装在内部检测器PMT后面并且面向外以观察圆柱形罐的外壳的PMT组成的外部检测器（OD）将提供拓扑信息以识别源自内部检测器外部的粒子的相互作用。任何优化将导致实验的物理目标，这是CP轻子相的测量和中微子质量等级的确定显着改善。使用小型3”PMT的原始设置正在为Hyper-Kamiokande OD设计。它们将提供更好的冗余度、空间和角分辨率，因为它们将是实验的原始8”设计方案的两倍或三倍，并且降低了成本。几个3”PMT候选人考虑的超神冈OD已在玛丽女王大学伦敦表征。它们都表现出非常低的暗计数和良好的收集效率，这使得它们成为实验中使用的优秀选择。
2019-08-21 hep-ex physics.ins-det
Enhanced Photon Traps for Hyper-Kamiokande
Hyper-Kamiokande是日本的下一代大型水切伦科夫探测器，计划使用约80，000个20英寸的光电倍增管（PMT）。它们是实验的主要成本因素之一。我们提出了一种新的增强光子陷阱设计的基础上，一个更小，更经济的PMT与波长移位器，分色镜，和宽带镜相结合。GEANT 4用于获得光子收集效率和光子阱的定时分辨率。我们比较不同的陷阱配置和大小的性能。我们的模拟表明，一个增强的光子陷阱与12英寸的光电倍增管可以匹配20英寸的光电倍增管的收集效率，但在降低定时分辨率的成本。光子阱可以作为大面积探测器的探测模块。
2017-08-05 astro-ph.IM physics.ins-det
Hyper-Kamiokande Experiment: A Snowmass White Paper
Hyper-Kamiokande（HK）是下一代地下水切伦科夫探测器，建立在非常成功的Super-Kamiokande（SK）实验的基础上。26万吨重的探测器的基准体积是其前身的8.4倍。HK的低能量阈值与非常大的基准体积相结合，使探测器独一无二; HK预计将在2027年开始的20年内获得前所未有的380万吨年曝光量。它有一个非常多样化的科学计划，包括长基线中微子振荡测量，核子衰变搜索，大气中微子，来自太阳和超新星爆炸的中微子，以及来自其他天体物理来源的中微子。像美国高能物理计划的旗舰项目DUNE一样，HK测量中微子的基本性质，例如寻找轻子CP破坏和超越标准模型的中微子物理。
2022-03-09 hep-ex physics.ins-det
Supernovae in SuperK-Gd and other experiments
核心坍缩超新星是宇宙中能量最大的事件之一（$10^{46} J$）。当一颗大质量恒星（M $>$ 8 M $_{\odot}$）点燃它的最后一个聚变阶段，硅聚变产生铁，它的末日就非常接近了。基本上，恒星的核心向内下落，然后在超新星爆炸中释放引力能量。这次爆炸的基本图像被神冈、IMB和Baksan探测器从SN 1987 a超新星中探测到的少数中微子所证实。然而，有许多细节仍然未知。从那时起，一个大型的探测器网络已经发展到更好的能力。如今，在我们银河系发生超新星爆炸的情况下，我们将获得的信息将使我们能够更多地了解这些高能事件并限制我们的模型。在这里，我提出了这个网络的简要总结，特别强调SuperK-Gd（升级后的Super-Kamiokande探测器，具有高效的中子标记）。
2017-05-01 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Sensitivity of the Hyper-Kamiokande experiment to neutrino oscillation parameters using acceleration neutrinos
本研究分析Hyper-Kamiokande实验利用加速器中微子测量振荡参数的灵敏度，给出CP破坏发现潜力与参数测量精度，明确不同条件下的发现时间与事件样本规模，证实其可在大范围内排除CP守恒。
2025-05-21 hep-ex physics.ins-det
Excavation of a 69-m diameter and 94-m high cavern for the Hyper-Kamiokande detector
Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所神冈观测）；Mitsui Mineral Development Engineering Co., Ltd.（三井矿山开发工程株式会社）；Tokyo Electric Power Service CO., Ltd.（东京电力服务株式会社）；KAJIMA CORPORATION（鹿岛建设株式会社）
本文介绍了为超大 Kamiokande 探测器挖掘直径 69 米、高 94 米 cavern 的工程设计与施工方法。
2026-08-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
TITUS: An Intermediate Distance Detector for the Hyper-Kamiokande Neutrino Beam
带有非振荡谱的东海中间罐（TITUS）探测器是建议增加的Hyper-Kamiokande（HK）实验，距离J-PARC中微子束约2公里。该设计包括一个2千吨钆（Gd）掺杂的水切伦科夫探测器，周围是一个磁化的铁探测器，设计用于探测μ子。靶的材料和位置的选择，使中微子相互作用和光束谱在TITUS将匹配的香港。包括0.1%的Gd浓度允许通过中子标记来区分中微子/反中微子。TITUS的主要目标是直接测量中微子通量，并进行截面测量，以减少香港长基线振荡物理计划的系统不确定性，并提高其对CP破坏的灵敏度。TITUS也可以用于与J-PARC束无关的物理学，作为超新星中微子爆发的独立探测器，并测量中子速率以改善HK质子衰变搜索。
2015-05-12 hep-ex physics.ins-det
Outer Detector of Hyper-Kamiokande
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（宇宙线研究所，东京大学）
超大尺寸水切伦科夫环形探测器外探测器选用8cm直径光电倍增管，通过仿真评估其对宇宙射线muon背景的抑制效果，结果表明结合fiducial体积切割后背景抑制效率达到10^-9量级，足以满足核衰变和大气中微子分析需求。
2026-05-12 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of Super-Kamiokande with Gadolinium
Okayama University（冈山大学）；Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所神冈观测站）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, University of Tokyo（东京大学基础物理学与数学柯尔维特研究所（WPI））
SK-Gd 项目通过添加硫酸钆提升水纯度，提高了反β衰变事件识别能力，增强了探测弥漫超新星中微子背景的能力，并在中微子物理和天体物理领域带来新机遇。
2026-03-28 astro-ph.HE physics.ins-det
Likelihood and Deep Learning Analysis of the electron neutrino event sample at Intermediate Water Cherenkov Detector (IWCD) of the Hyper-Kamiokande experiment
针对Hyper-K的IWCD电子中微子测量中π0本底难以区分的问题，本文在似然重建基础上引入机器学习框架，以提升νe事例的纯度与选择效率。
2024-11-14 hep-ex physics.ins-det
Constructing the Hyper-Kamiokande Computing Model in the Build Up to Data Taking
本文为 Hyper-Kamiokande 实验构建分布式计算模型，利用 WLCG 和 GridPP DIRAC 管理数据与模拟，并预测到 2036 年需约 35PB 存储和 8,700 CPU 核心。
2023-09-21 hep-ex physics.comp-ph physics.ins-det
Background Study on Supernova Relic Neutrinos Search in SuperK-Gd
超新星遗迹中微子的探测可以为宇宙演化、恒星形成、超新星爆发机制以及相关的中微子物理学提供宝贵的信息。Kamland、Borexino、Sudbury Neutrino Observatory和Super-Kamiokande等许多实验都对超新星遗迹中微子进行了搜寻。然而，到目前为止还没有观测到超新星遗迹中微子信号。本文报道了SuperK-Gd计划中未来中微子实验的超新星遗迹中微子研究背景。分别计算了各种背景源和超新星遗迹中微子模型的期望事件率。
2016-11-02 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
The Hyper-Kamiokande experiment: input to the update of the European Strategy for Particle Physics
Hyper-Kamiokande是日本在建的大型粒子物理设施，旨在以最高精度测量轻子CP破坏参数，打破质量排序与CP破坏简并，同时作为中微子天文台观测天体事件，并显著提升质子衰变搜索灵敏度，预计运行至少20年，获欧洲多国及CERN支持。
2025-06-19 hep-ex physics.ins-det
Deep-learning-based low-energy trigger algorithms for the Hyper-Kamiokande experiment
University of Warwick（沃里克大学）
本文针对Hyper-Kamiokande实验的低能中微子事件（<7 MeV），提出并比较了监督式神经网络和基于异常检测（自编码器与MPDR）的触发算法，在3 MeV单电子信号上效率分别达76.7%和31.8%，远超传统命中计数触发的26.4%，且GPU推理延迟低于毫秒级，满足实时运行需求。
2026-10-19 cs.LG hep-ex physics.ins-det
Combined Pre-Supernova Alert System with Kamland and Super-Kamiokande
本研究开发了结合 KamLAND 和 Super-Kamiokande 的超新星前预警系统，利用两探测器的互补特性，可探测距地球 510 pc 内的恒星信号，并最多提前 12 小时提供预警。
2024-07-01 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Parametrizing the reconstruction performance of Super-Kamiokande in the Sub-GeV to TeV neutrino energy range
本研究利用Super-Kamiokande公开数据，首次建立了亚GeV到TeV能量范围内中微子重建性能的全面模型，为现象学研究、算法评估及未来Hyper-Kamiokande提供基准。
2025-05-27 hep-ex physics.ins-det
Tagging Spallation Backgrounds with Showers in Water-Cherenkov Detectors
宇宙射线μ子，特别是它们的次级介子分裂原子核（“spectrum”），产生快中子和β衰变同位素，这是低能实验的背景。在Super-Kamiokande中，这些β衰变是6- 18 MeV的主要背景，与太阳中微子和弥漫超新星中微子背景有关。在以前的论文中，我们表明，这些同位素主要是在阵雨中产生的，而不是孤立的。这解释了μ子切伦科夫光剖面中的一个峰值与spiral衰变之间的经验空间相关性，超级神冈德使用该空间相关性来开发新的spiral切割。然而，超级神冈测量的μ子光剖面与簇射物理学严重不一致。我们将展示如何解决这种差异，以及如何重建准确的配置文件的μ子和他们的淋浴从他们的切伦科夫光。我们提出了一个新的sparkle削减这些改进的配置文件的基础上，并量化其影响。我们的研究结果可以显着受益于超神冈的低能量研究，并将在较浅的深度，如拟议的超神冈探测器特别重要。
2015-11-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Prospects for the detection of the Diffuse Supernova Neutrino Background with the experiments SK-Gd and JUNO
载有钆的超级神冈（SK-Gd）和即将启动的JUNO液体闪烁体探测器的出现标志着漫射超新星中微子背景（DSNB）的全球灵敏度的实质性改善。本文回顾了在这两个实验中最相关的DSNB搜索的检测器属性，并估计预期的信号和背景水平。基于这些输入，我们评估了两个实验单独和组合的灵敏度。使用一个简化的统计方法，我们发现SK-Gd和JUNO都有可能达到$>$ 3 $σ$证据的DSNB信号在10年的测量。综合结果可能使$5σ$在未来十年内发现DSNB信号。
2022-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Pre-Supernova Alert System for Super-Kamiokande
于二零二零年，超级神冈（SK）实验进入新阶段（SK-Gd），在探测器的水中加入八水硫酸钆（Gd），以提高探测热中子的效率，从而提高对来自逆β衰变（IBD）相互作用的低能电子反中微子的灵敏度。SK-Gd有可能通过探测大质量恒星在核心引力坍缩之前冷却的热和核过程中产生的电子反中微子，提供早期核心坍缩超新星的预警。这些在硅燃烧阶段发出的前超新星中微子可以超过IBD反应的能量阈值。我们提出了SK-Gd的灵敏度，前超新星恒星和技术用于开发的前超新星警报的基础上，这些中微子在SK的检测，以及未来的SK-Gd阶段与更高浓度的Gd的前景。对于目前的SK-Gd阶段，参宿四的高置信度警报可以在核心崩溃之前9小时发出。
2022-08-17 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
First measurement of radioactive isotope production through cosmic-ray muon spallation in Super-Kamiokande IV
宇宙线μ介子散裂诱导的放射性同位素伴随$β$衰变是太阳中微子、反应堆中微子和超新星遗迹中微子实验的主要背景之一。与闪烁体不同，在水中宇宙背景的产生量以前没有专门测量过，但它们在旨在寻找稀有信号的下一代中微子实验中变得越来越重要。我们分析了在Super-Kamiokande-IV收集的低能触发数据，以确定$^{12}$ B、$^{12}$ N、$^{16}$ N、$^{11}$ Be、$^9$ Li、$^8$ He、$^9$ C、$^8$ Li、$^8$ B和$^{15}$ C的生成速率。通过固定已知的同位素寿命，从母μ子和后续子$β$之间的时间差拟合中提取这些速率。由于$^9$ Li可以通过$β+ n$级联衰变伪造逆β衰变反应链，产生检测到能量高达十几MeV的不可约背景，因此需要进行专门研究以评估其对未来测量的影响;发现使用相关触发器的中子标记技术的应用可以改善$^9$ Li测量。除了同位素$^8$ Li/ $^8$ B和$^9$ Li的情况外，通常发现测量的产率与理论计算相当。
2015-12-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Hyper-Kamiokande Experiment -- Snowmass LOI
Hyper-Kamiokande是下一代地下水切伦科夫探测器，建立在非常成功的Super-Kamiokande实验基础上。探测器的有效体积是前一个探测器的8.4倍，将位于T2 K中微子束线上，并使用2.6倍束功率的升级J-PARC束。Hyper-K的低能量阈值与非常大的基准体积相结合使探测器独一无二，预计在20年的运行期内获得前所未有的3.8 Mton $\cdot$/年的曝光量。Hyper-Kamiokande结合了一个非常多样化的科学计划，包括核子衰变，长基线中微子振荡，大气中微子和天体物理起源的中微子。该计划的科学范围与液氩探测器高度互补，例如在核子衰变通道或超新星探测模式的灵敏度方面。Hyper-Kamiokande的建设已于2020年初开始，实验预计将于2027年开始运营。Hyper-Kamiokande合作目前正在包括美国在内的19个国家的团体中形成，这些团体长期以来一直为日本的中微子物理计划做出重大贡献。美国物理学家在Kamiokande，Super-Kamiokande，EGADS，K2 K和T2 K计划中发挥了主导作用。
2020-09-02 hep-ex physics.ins-det
A Long Baseline Neutrino Oscillation Experiment Using J-PARC Neutrino Beam and Hyper-Kamiokande
Hyper-Kamiokande将是下一代地下水切伦科夫探测器，总（基准）质量为99万（56万）公吨，大约是Super-Kamiokande的20（25）倍。Hyper-Kamiokande的主要目标之一是使用加速器中微子和反中微子束研究轻子扇区中的$CP$不对称性。本文介绍了利用Hyper-Kamiokande探测器和J-PARC质子同步加速器的中微子束进行长基线中微子实验的物理潜力。该分析已从先前的意向书[K. Abe等人，arXiv：1109.3262 [hep-ex]]，基于正在进行的T2 K实验获得的经验。总暴露量为7.5 MW $\times$，10 $^7$ sec积分质子束功率（对应于具有30 GeV质子束的靶上的$1.56\times10^{22}$质子）与由J-PARC质子同步加速器产生的$2.5$度离轴中微子束的比较，预期对于$δ_{CP}$的所有可能值，$CP$相位$δ_{CP}$可以被确定为优于19度，并且$CP$违反可以建立为具有大于$δ_{CP}$参数空间的$76%$（$58%$）的$3\,σ$（$5\,σ$）的统计显著性。
2015-01-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Applying Bayesian Neural Network to Determine Neutrino Incoming Direction in Reactor Neutrino Experiments and Supernova Explosion Location by Scintillator Detectors
利用蒙特卡罗模拟，讨论了贝叶斯神经网络（BNN）在反应堆中微子实验和闪烁体探测器定位超新星爆炸中确定中微子入射方向的应用。结果表明，与文献\cite{key-1}中的方法相比，BNN方法测量中微子方向的不确定度得到了显著改善。在68.3% C. L.时，反应堆中微子方向测量的不确定度约为1.0 $^\circ$，在68.3% C. L.时，超新星中微子的能量密度约为0.6 $^\circ$。与参考文献\cite{key-1}中的方法相比，使用BNN可获得的不确定度降低约20倍。与超级神冈实验（SK）相比，它减少了约8倍。
2008-12-15 physics.data-an physics.ins-det
