2016 Fiscal Year Annual Research Report
Search for sterile neutrinos through precision measurements of tau lepton decays
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16H02175
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
相原 博昭 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60167773)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / Bファクトリー / タウレプトン / ニュートリノ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
素粒子物理学の喫緊の課題が、標準理論を超える、より根源的な新原理の発見にあることは言を俟たない。ニュートリノ振動の発見は、標準理論のラグランジアンに新自由度の導入を迫る。中でも有力視されている理論モデルは、標準理論のゲージグループ下ではチャージを持たないフェルミオン、ステライルニュートリノを導入するモデルである。短基線ニュートリノ振動の異常やダークマターを説明できる。本研究では、KEKBファクトリーで得られたビッグデータを使ったタウレプトン崩壊の精密測定によって、ステイラルニュートリノの探索を行っている。標準模型では、電弱カレントのLorentz structureは V-A 型をとる。レプトン崩壊のパラメータであるMichelパラメータを測定し、標準模型の予言する値と比較することで、V-A型以外の結合を持つ新物理の寄与を探索ができる。特に、輻射レプトン崩壊(radiative leptonic decay; τ → μννγ と τ → eννγ)を用で、通常の崩壊では測定できない2種類のMichelパラメータの測定が可能となる。対生成されたタウレプトンのスピン相関を用いる困難な測定が必要が、測定可能な粒子の全ての運動学的変数とその相関の情報を用いることで感度を最大化する解析手法を開発した。 さらに、2018年度から本格運転を開始するスーパーKEKBファクトリーのデータを使った研究を進めている。並行して測定器開発研究も進めている。また本年度は、理論研究者との協力連携体制を強化し、得られた計算値や式を実験シミュレーションに取り込んだ。Belle実験で得られた約9億のタウ・反タウ対を含むビッグデータを用いて、データの解析を進めた。スーパーKEKB用前方電磁カロリメータの開発研究を進めた。特に、純粋CsI 結晶＋ Wave Length Shifter）＋ APD の組み合わせの最適化を行い、低雑音化に取り組んだ。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
物理解析手法が確立できた。電磁カロリーメータの要素開発も進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
輻射レプトン崩壊(radiative leptonic decay)の解析を完成させ、結果を出版する。
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