2019 Fiscal Year Final Research Report

World's best sensitivities of new physics searches with Electroweak Penguin B decays and development of light-weight and fast-readout pixel detector

Research Project

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Project/Area Number	16H03968
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Research Field	Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research Institution	High Energy Accelerator Research Organization (2018-2019) Tohoku University (2016-2017)
Principal Investigator	Ishikawa Akimasa 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, 准教授 (40452833)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	新井康夫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, 特別教授 (90167990)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords	B中間子 / CP対称性の破れ / アイソスピン対称性の破れ / レプトン普遍性 / 超対称性 / 電弱バリオジェネシス / 荷電ヒッグス粒子 / ピクセル検出器
Outline of Final Research Achievements	Physics beyond the standard model was searched for using electroweak penguin B Decays at Belle and Belle II experiments. We have measured the observable for some electroweak penguin B decays most precisely, and have set the strongest upper limits on the branching fractions for some modes. Further, we have also tested lepton flavor universality in B->K(*)l+l- decays in which anomalies are seen. These results strongly constrain physics beyond the standard model of which LHC cannot reach the energy scale. Development of light-weight and fast-readout pixel detector has been performed. At Belle II experiment, trigger rate is very high so we have invented new pixel detector concept DuTiP with fast readout and enough small position resolution. The pixel detector and its readout circuit has been designed with the SOI technology.
Free Research Field	素粒子実験
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	B中間子のループを介した崩壊の中でも、電弱ペンギン崩壊はそのループの中に未発見の重い新粒子が回りやすいため、新物理に敏感である。新物理のエネルギースケールは世界最高エネルギーのLHC加速器でもとどかないため、B中間子の研究は非常に重要である。Belle実験・BelleII実験で電弱ペンギン崩壊を世界最高精度で測定・探索し、残念ながら新物理の徴候は見つからなかったが、新物理に強い制限を与えることに成功した。この研究は Belle II 実験でも引き続き行われ、新物理の発見が期待される。高速軽量ピクセル検出器は素粒子実験での発見のために非常に重要であり、新規ピクセル検出器コンセプトを発明した。