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中性K中間子稀崩壊事象を用いた新しい物理の探索

Research Project

Project/Area Number 11J00717
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

前田 陽祐  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsCP非保存 / 新物理
Research Abstract

物質優勢宇宙の成り立ちは未だにそのメカニズムがはっきりしておらず,現代物理学に於ける大きな課題の一つとなっている.この問題への理解のためには,CP対称性,即ち粒子と反粒子の対称性を破る物理過程を詳細に調べる事が重要となる.中性K中間子が中性パイ中間子とニュートリノ,反ニュートリノ対に崩壊する過程は,CP対称性を破る過程で,現在の素粒子とその相互作用を最も良く記述する標準理論では非常に抑制されており,その崩壊確率(分岐比)は2.4x10^(-11)と計算されている。一方で,超対称性等,標準理論を越えた物理が存在すれば,モデルやパラメータに依っては崩壊確率が大きく変化する事が予言されており,従ってこの崩壊を調べる事で標準理論を越えた新しい物理にせまることが出来る.そこで,私は茨城県東海村の大強度陽子加速器施設(J-PARC)において,未だ観測されていないこの崩壊事象を更に高い感度で探索するため,KOTO実験を押し進めてきた.平成24年度は,検出器の実機建設を行い,実際のK中間子ビームを用いたこれらのコミッショニングを行った.特に私は,低物質量ながら高い検出効率で荷電粒子を捉える荷電粒子検出器や,大量の中性子や光子が残存する環境下で高エネルギーのγ線を検出するビームホール光子検出器等の実機製作とそれらのインストールを行った.これらの検出器は,崩壊事象の探索に於いて背景事象を排除するために必要不可欠なものであるが,実際のビームを用いた試験により安定動作しており,且つ十分な性能を有している事を確認する事が出来た.東日本大震災の影響により,J-PARC及び,当時建設途中であった本実験の検出器の復旧に時間を要したため,昨年度中に崩壊事象の探索を行うにはいたらなかったが,世界最高感度での実験を行うための準備を完了する事が出来,本年度初頭のビームタイムに於いてデータ取得を行い,崩壊事象を探索を行うことを予定してる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

東日本大震災の後にその復興を含めて実験全体のスケジュールを再度考慮し,現在はその計画を遅らせる事なく,検出器の開発とその実機建設を進める事が出来た.更に実機について,K中間子ビームを用いた性能評価を行い,全体に亘って検出器が十分な性能を有する事を確認する事が出来た.物理データを取得するには至っていないが,そのための検出器の準備や基本的な動作の理解を進める事が出来,2013年5からのビームタイムで世界最高感度での実験を行う見通しがたった.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Measurement of KL flux at the J-PARC neutral-kaon beam line2012

    • Author(s)
      Koji Shiomi, et.al.
    • Journal Title

      Nuclear Inst.and Methods in Physics Research, A

      Volume: 664 Issue: 1 Pages: 264-271

    • DOI

      10.1016/j.nima.2011.11.010

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] KOTO実験 荷電粒子検出器 中性K中間子ビームに対する性能評価2013

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] KOTO実験 荷電粒子検出器の建設2012

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      原子核若手三者 夏の学校 高エネルギーパート
    • Place of Presentation
      ホテルエバーグリーン富士(山梨県富士吉田市)
    • Year and Date
      2012-08-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Charged-particle veto detector for the KL->piOnunubar study in the J-PARC KOTO experiment (ポスター)2012

    • Author(s)
      Yosuke Maeda
    • Organizer
      XXXII Physics in Collision 2012
    • Place of Presentation
      Strbske Pleso (スロバキア)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] KOTO実験荷電粒子検出器の製作現状報告2012

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス(兵庫県西宮市)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] production of charged paticle veto detector for the KL->piOnunubar search in J-PARC KOTO experiment2012

    • Author(s)
      Yosuke Maeda
    • Organizer
      Kyoto University 4th GCOE symposium
    • Place of Presentation
      Kyoto University (Kyoto, Japan)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] KOTO実験荷電粒子検出器製作の現状2011

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前大学文京町キャンパス(青森県弘前市)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] KOTO実験中性ビームの測定2011

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      特定領域研究「フレーバー物理の新展開」研究会
    • Place of Presentation
      鹿の湯ホテル(三重県菰野町)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] KOTO実験荷電粒子検出器建設に向けた基礎研究2011

    • Author(s)
      前田陽祐
    • Organizer
      高エネルギー物理春の学校
    • Place of Presentation
      彦根ビューホテル(滋賀県彦根市)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/member/maeday/research.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 自身の研究成果をまとめたページのURL

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/member/maeda_y/research.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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