2017 Fiscal Year Research-status Report
Search for lepton flavor violation in meson decays
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17K05474
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
西田 昌平 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 (20370075)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / レプトンフレーバーの破れ / 粒子識別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Belleのデータを用いて B→τl, Bs→τl, B→K(*)τl, Υ→τl (l = e, μ)の解析手法についての研究を開始した。なかでも、B→τlを中心にシミュレーションを用いて研究を行った。まずは、τの崩壊モードとして、τ→eνν、τ→μνν、τ→πν といった、荷電粒子が1つだけを終状態に含むモードを用いた。この解析では、Υ(4S) から対で生成されるもう一方のB（タグ側のB）をハドロニック崩壊で再構成するため、イベント中に存在する粒子のうちタグ側のBに用いられた粒子以外は全て信号由来の粒子となる。信号側の終状態で検出可能な粒子も除外すると、他に粒子は存在しないはずなので、カロリーメータの残存エネルギー(EECL)は信号では0になる。このEECL分布を用いて信号とバックグラウンドの識別を行うのであるが、これに加えて、missing mass などの変数もニューラルネットに入れ、識別性能を向上させることを試みた。このようにして、測定の感度を見積もったところ、より多くのτの崩壊モードを用いているBaBar実験と同等の結果を得た。今後、τの崩壊モードを増やすことを試みる必要があるかもしれない。
並行して、終状態にτを含まないB→K*μeの解析も進めている。B→K(*)ll の測定で標準模型の予言と異なる結果が示唆されており、このモードはそれと関連する崩壊で比較的容易に解析を進められるという利点がある。このモードについては、シミュレーションを用いて、解析手法を確立し、データ解析の準備をしているところである。
その他、Belle II 実験の粒子識別装置（特にARICH検出器）による、τの崩壊ででてくる荷電粒子の粒子識別性能の向上についてのシミュレーション研究を開始した。
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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
Belleのデータを用いた解析については、B→τlで解析手法を検討し、方針は定まりそうなので、おおよそは当初の予定どおりである。ただし、測定感度の向上は限定的なので、さらに研究が必要である。一方で、B→K*μeの解析は、研究計画ではメインのモードではなかったが、解析手法を確立するところまで進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画と大きな変更はないが、Belleのデータを用いたB→τlの測定感度の向上という課題がわかったので、少し時間をかけて取り組む必要がある。また、B→K*μeの解析を進めて、データ解析を優先する。そのため、一部の研究は遅らせる必要があるかもしれない。
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| Causes of Carryover |
本年度には解析用の計算機を購入予定であったが、既存のリソースを用いて研究を進めることができたため、購入を見送った。このため、次年度使用額が生じた。次年度には、この計算機の購入を行う予定である。
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