ミューオンg-2精密測定のためのミューオン線形加速技術開発と新物理探索感度の向上
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19J21763
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
須江 祐貴 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | ミューオン異常磁気能率 / 素粒子実験 / Belle II実験 / J-PARC E34実験 / ミューオンg-2 |
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| Outline of Research at the Start |
ミューオンの基本的な物理量の一つである異常磁気能率(g-2)は測定値と標準理論による予測値の間に乖離の兆候が現れており、標準理論を超えた物理の可能性が示唆されている。
J-PARCで準備中のE34実験では、先行実験とは異なる実験手法によってg-2乖離の検証を目指す。本研究では、本実験の要であるミューオン線形加速器の構築に貢献することで実験の実現を目指す。
理論値における主要な不確かさは、電子陽電子衝突からハドロンが生成される反応断面積の実験値に起因している。本研究では、反応断面積の精密測定をBelle II実験で行うことによって理論値の不確かさを削減し、g-2の乖離が存在した場合の新物理探索感度の向上を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、4σ以上の有意度での乖離が確認されているミューオン異常磁気能率(g-2)の実験値と理論値の系統誤差削減による新物理探索感度向上を目指し、J-PARC E34実験における加速器技術開発とBelle II実験における電子陽電子衝突でのハドロン生成断面積測定という2つの実験的なアプローチを試みる。ハドロン生成断面積測定においては、Belle II 実験初期の約200 /fbの電子陽電子衝突データを用いて、ミューオンg-2理論値のハドロン真空分極項に2番目に主要な影響を与えているπ+π-π0終状態の微分生成断面積を先行研究と同程度の精度で測定することを目指す。
本解析では盲検を念頭に置き、モンテカルロシミュレーションを用いて手法を一通り確立しのちに一部実験データを用いた確認をし、最後に全実験データを用いた測定を行うこととした。昨年度までに決定した事象選別条件に加え、事象選別後に残留する背景事象量の推定手法、データとシミュレーション間の信号効率補償手法、検出器分解能等の効果を考慮して測定した不変質量スペクトルから真の分布を推定するアンフォールディング手法を確立することで実験データ使用に向けた解析手法が一通り決定した。この結果として、Belle II実験において2021年夏までに取得されているの約200 /fbの実データを用いて測定を行った場合、データとシミュレーション間で不測の不一致が存在しない限りで、別実験での測定と同程度の系統誤差が見込まれることを示した。並行して段階的に高輝度化していくBelle II実験の高効率かつ安定的なデータ取得に向けた技術開発として、ハードウェアトリガーモジュールの開発、導入を行い、その成果を国際学会にて報告した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
