2020 Fiscal Year Annual Research Report
Search for New Physics in Rare Kaon Decays
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16H06343
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山中 卓 大阪大学, 理学研究科, 教授 (20243157)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 正 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 (10283582)
田島 靖久 山形大学, 学士課程基盤教育機構, 教授 (50311577)
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)
笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
鈴木 史郎 佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (50089851)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / K中間子 / 稀崩壊 / 標準理論を越える新しい物理 / J-PARC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＊ 2016-2018年に収集したデータ解析では、背景事象数を(0.05±0.02)と予測していたのに対し、3事象を観測した。その後の調査で新たに2種類の背景事象があることが判明した。一つは、中性KLのビーム中にわずかに混在する荷電K+がπ0eνに崩壊し、eが上流に飛んで観測されない背景事象である。2020年には特殊な条件でデータを収集し、K+がKLの2.6×10^{－5}倍混在していることを明らかにした。もう一つは、上流のビームラインで散乱されたKLが2個のγに崩壊し、それをπ0の崩壊と見誤ることによる背景事象である。そこで散乱されたKLの量をKL→3π0崩壊を用いて測定した。これらの結果を元に、背景事象数を1.22±0.26と見積もり、KL→π0ννの崩壊分岐比に対して<4.6×10^{－9}(90%CL)という上限値を与える論文をPhysical Review Lettersに発表した。論文はEditor’s Choiceに選ばれた。
＊ 背景事象の削減:散乱KL→2γの背景事象に対しては、これを2016-2018年のデータ解析より約1/25倍に削減する解析手法を開発した。荷電K+による背景事象に対しては、ビーム中の荷電粒子を検出する、厚さ0.5mmのシンチレーションファイバーを並べた測定器を開発して設置した。その上で2021年度には2016-2018年のデータと同程度の統計量のデータを収集した。
＊ 0.5mmの厚さのファイバーでも、他の検出器に影響を与えるため、さらに薄い、厚さ0.2mmのビーム中のシンチレータ板を用いた荷電粒子検出器を開発した。シンチレータから外に漏れ出た光を集めるという新しい方法を用いる。雛形を用いて性能は確認しており、実機は2022年度に設置する。
＊ その他:KL→π0γの崩壊分岐比に対して初めて上限値を与える論文を発表した。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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