Research to improve the sensitivity in the search for rare decays of neutral kaon

• Project/Area Number: 25K01031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 塩見 公志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (40648036)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 徹 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (00545957) ; 南條 創 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (40419445)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000); Fiscal Year 2028: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2025: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 中性K中間子 / 稀崩壊 / CPの破れ / サンプリングカロリメーター / 光核反応

Outline of Research at the Start

中性K中間子のKL → π0νν 崩壊は、小さな理論的不定性、非常に稀な反応という特徴から、標準理論を超える物理の探索に高い感度を持つ。現在進行中のJ-PARC KOTO 実験は世界最高感度でのこの崩壊モードの探索を行なっているが、更なる実験感度向上には背景事象の見積もり精度と信号検出効率の向上が望まれる。本研究では、KOTO実験のデータと新たに取得するテスト実験のデータを使用して、背景事象の見積もり精度を向上させる。また、KOTO実験の信号検出効率の低下の主要な要因の特定と改善方法を考案する。 そして、確かな信号発見能力を持って分岐比感度 10－11に至る探索を行う。