Astrophysics and high energy physics division

We are conducting the T2K experiment, where we send artificial neutrinos from J-PARC in Tokai Village, Ibaraki Prefecture, to the Super-Kamiokande detector in Hida City, Gifu Prefecture, 295 kilometers away. This experiment aims to measure neutrino oscillations which happen during the flight with high precision. By measuring the difference in oscillation probabilities between neutrinos and antineutrinos, we are probing the CP violation, attempting to uncover the fundamental mystery of why the universe is composed of only matter and lacks antimatter. We are also actively involved in the Hyper-Kamiokande experiment, the next large project of the T2K and Super-Kamiokande experiments, and are preparing for its launch in 2027. The Hyper-Kamiokande experiment is expected to discover the CP violation in neutrinos.

Additionally, at the J-PARC Materials and Life Science Experimental Facility (MLF), we are conducting the DeeMe experiment, which searches for the muon-electron conversion process using a high-purity pulsed proton beam. Through the search for the muon-electron conversion process, which are expected to emerge from muonic atoms generated in large quantities at the proton target, we are exploring new physics beyond the Standard Model of particle physics.

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We are studying astrophysics of cosmic rays, high-energy protons and nuclei coming from the outer space. The energy spectrum of cosmic rays exndends up to 10²⁰eV, 10 million times higher than the attainable energy of present particle accelerators on the earth. Their birth and acceleration mechanisms must be related to the highest energy phenomena in the universe, and this is one of the most important unsolved problem in modern astrophysics. 

Our research 

In September 2015, two LIGO gravitational wave telescopes built in USA detected gravitational waves due to coalescence of two black holes where the mass of each component is approximately 30 solar masses. Since then, gravitational wave astronomy and astrophysics has begun.