search for muon cLFV with improvment of the liquid xenon calorimeter.

• Project/Area Number: 22KJ0523
• Project/Area Number (Other): 21J00721 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 潘 晟 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特別研究員(PD) (10907372)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ミューオン / 液体キセノン / 光センサー / cLFV / 素粒子物理学 / 大統一理論 / ミューオン稀崩壊 / SiPM / MPPC

Outline of Research at the Start

この世界を構成する最小単位である素粒子のうちのひとつ、ミューオンのフレーバー非保存崩壊過程の探索を行う。これはミューオンが別の種類(フレーバー)に突然変化する過程であり、現在までミューオンでは発見されていない。この崩壊を発見することで、3つの種類の力を統一的に記述することができる大統一理論の強力な証拠を得ることになる。
本研究ではスイス・ポールシェラー研究所で行われている実験：MEG II実験に携わり、その運用・解析を行うものである。

Outline of Annual Research Achievements

スイス・ポールシェラー研究所に赴き、MEG II実験の遂行、特に液体キセノン検出機の運用に従事した。
2023年のビームタイムについては2021年、2022年の経験に基づき、データ取得のためのトリガー設定の最適化を行い、2022年と比べて1.6倍の統計を取得することに貢献した。また、ビームタイム中は検出機のキャリブレーションによる安定性やセンサー状況のモニタリングを行い、測定期間中の検出器の安定動作を実現した。ビームタイム終了のタイミングで行われたパイ中間子ビームを用いた特別なキャリブレーションランについても測定スケジュールの指揮を取りながらスムーズなデータ取得を実現した。取得した物理データおよびキャリブレーションデータは現在解析を開始したタイミングである。
また、ビームタイム後は放射線損傷によって減少した光センサーの検出効率の回復を目的としたアニーリング処理を3ヶ月間かけて行った。その際に約4000チャンネルある光センサーのケーブリングをひとつひとつ確認することで誤ったケーブリングの修正を行った。
検出器運用の他にも2022年に取得したデータの物理解析を行っている。主に液体キセノン検出器のエネルギー再構成のためのキャリブレーションデータの解析を行った。

Research Products

• [Journal Article] Operation and performance of the MEG II detector (2024)
  • Author(s): MEG II Collaboration、Afanaciev K., Mihara. S, Ootani W. et al.
  • Journal Title: The European Physical Journal C Volume: 84 Issue: 2 Pages: 1-44
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-024-12415-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A search for μ+ → e+ + γ with the first dataset of the MEG II experiment (2024)
  • Author(s): Afanaciev K.、Mihara S.、Ootani W.、et al..、MEG II Collaboration
  • Journal Title: The European Physical Journal C Volume: 84 Issue: 3 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-024-12416-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of ultra-low mass and high-rate capable RPC based on Diamond-Like Carbon electrodes for MEG II experiment (2023)
  • Author(s): Yamamoto Kensuke、Ban Sei、Ieki Kei、Ochi Atsuhiko、Onda Rina、Ootani Wataru、Oya Atsushi、Takahashi Masato
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 1054 Pages: 168450-168450
  • DOI: 10.1016/j.nima.2023.168450
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The trigger system for the MEG II experiment (2023)
  • Author(s): Marco Francesconi et. al.
  • Journal Title: NIM A Volume: 1046 Pages: 167736-167736
  • DOI: 10.1016/j.nima.2022.167736
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Commissioning of liquid xenon gamma-ray detector for MEG II experiment (2023)
  • Author(s): Ayaka Matsushita, et. al.
  • Journal Title: NIM A Volume: 1047 Pages: 167877-167877
  • DOI: 10.1016/j.nima.2022.167877
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of ultra-low mass and high-rate capable RPC based on Diamond-Like Carbon electrodes for MEG II experiment (2022)
  • Author(s): Kensuke Yamamoto, Sei Ban, Kei Ieki, Atsuhiko Och, Rina Onda, Wataru Ootani, Atsushi Oya, Masato Takahashi
  • Journal Title: Proceedings of RPC2022 Volume: 22 Pages: 1-5
  • Open Access
• [Presentation] MEG II実験： 2023年ランにおける液体キセノン検出器安定性 およびアニーリングによる検出効率回復 (2024)
  • Author(s): 潘 晟, 他MEG II collaboration
  • Organizer: 日本物理学会 2024年春季大会
• [Presentation] MEG II実験： 液体キセノン検出器の2023年ランの運転状況 (2023)
  • Author(s): 潘 晟, 他MEG II collaboration
  • Organizer: 日本物理学会 第78回年次大会
• [Presentation] MEG II実験： 液体キセノン検出機の較正および2023年ランにむけたアニーリングについて (2023)
  • Author(s): 潘 晟
  • Organizer: 日本物理学会2023年春季大会
• [Presentation] MEG II experiment and Liquid xenon detector (2022)
  • Author(s): Sei Ban
  • Organizer: XeSAT2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MEG II Liquid Xenon Detector and Simulation (2022)
  • Author(s): Sei Ban
  • Organizer: Rare Pion Decay Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Recovery of Photon Detection Efficiency of SiPMs in the liquid xenon detector by annealing (2022)
  • Author(s): Sei Ban
  • Organizer: PSI2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MEG II実験 2022年物理ランの現状 (2022)
  • Author(s): 潘 晟
  • Organizer: 日本物理学会2022年秋季大会
• [Presentation] MEG II実験液体キセノン検出器のMPPCのアニーリングによる光子検出効率回復について (2022)
  • Author(s): 潘 晟
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会
• [Remarks] 個人ホームページ
  • URL: http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~bansei/index.html