2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ｂ中間子の時間依存ＣＰ非対称度測定による新物理の探索
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19J20575
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
谷川 輝 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | B中間子 / CP対称性の破れ / 半導体検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、中性B中間子のB0→KS KS KS崩壊過程（KSは短寿命中性K中間子）における時間依存CP非対称度の測定によって、CP非対称な新物理を探索する。時間依存CP非対称度測定においては、B中間子の崩壊点位置からその崩壊時刻を正確に測定することが重要となる。本研究のターゲットとするB0→KS KS KS崩壊過程は、B中間子から直接荷電粒子が生じないため、KSの娘粒子の飛跡からB中間子の崩壊点位置を推定するという難しさがある。令和2年度は、KSとその娘粒子の飛跡の再構成手法の評価・理解に努めた。
まず、娘粒子の飛跡の再構成において、崩壊点検出器で検出した粒子の位置の誤差を過小評価していることを突き止め、これが原因で娘粒子の飛跡・B中間子の崩壊点位置の誤差を同様に過小評価していることを明らかにした。CP非対称度測定に対するバイアスを避けるため、これに対する補正手法を開発・実装した。
また、KSの再構成手法についても研究した。KSは比較的長い寿命を持ち、検出器の中心から離れた位置で崩壊するため、特別な再構成手法が必要となる。検出器のセンサー近傍で崩壊したKSの再構成効率や位置分解能が悪いことに着目し、再構成手法の改善に着手した。再構成効率については、KS候補に対する選別条件を最適化することでこれを回復できることを示した。位置分解能の悪化については、KSの2つの娘粒子の残したヒットが検出器上で合併してしまい、両者を弁別できなくなっていることが原因であることを明らかにした。
コロナウイルスの感染拡大のために外国のコラボレーターの入国が困難であり、国際共同実験であるBelle II実験にとって厳しい年であった。現地での運転に従事し続けたことに加えて、特に秋季の運転ではシリコンストリップ崩壊点位置検出器の運転責任者を務め、実験の継続に貢献した。
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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
時間依存CP非対称度の測定に向けて、B中間子の崩壊点位置測定手法についての研究を進めた。崩壊点位置の測定における大きな問題であった飛跡の誤差の過小評価について、原因を特定し補正手法を開発できたことは大きな成果である。本研究の要であるKSの再構成手法についても理解を深め、問題点を洗い出した。これによって再構成効率の向上と正しい誤差評価に向けて、手法の改善への見通しを立てることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、KSの再構成手法についての研究を行い、正しくKSの飛跡の誤差を評価できるようにこれを改善する。その後、モンテカルロシミュレーションを用いて、時間依存CP非対称度の解析手法全体の検証を行う。
7月までの運転によって取得したデータに対して上記の手法を適用し、CP非対称度を測定する。その際、データとシミュレーションの分布を比較し、事象選別条件の最適化や系統誤差の評価を行う。
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Research Products
(2 results)
