2021 Fiscal Year Research-status Report
Search for new physics using charged pion decay
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19K03888
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
伊藤 慎太郎 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, 研究員 (40780549)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 荷電パイ中間子 / 精密測定 / 稀崩壊事象 / ニュートリノ / ミューオン / タウ粒子 / B中間子 / 暗黒物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カナダのTRIUMF研究所にて行われたPIENU実験は、パイオンの崩壊分岐比を精密に測定することで、新物理の検証を行うことを目的とした実験である。本実験では、2012年までビームタイムを行い、その結果、過去にTRIUMFで行われた実験よりも30倍以上の統計が得られた。そして、2015年に一部のデータを用いた解析が完了し、過去の実験よりも2倍高い精度で崩壊分岐比を求めることができた。現在、全データを用いた崩壊分岐比の解析が間も無く完了しようとしている。
一方で、PIENU実験にて得られたパイオンデータを用いた精密なエネルギースペクトラム解析は、標準理論を超えた物理を直接探索することができる。本研究課題は、パイオンデータをより精密に解析し、標準理論を超えた新物理による事象をより高い精度で探索することを目標としている。2021年度はこれまでの経験をさらに発展させ、パイ中間子のみならず、ミューオンやタウ粒子、B中間子を用いた新物理の研究を行った。タウ粒子に関しては、海外の研究者と共同で研究を行い、その結果を学術論文で発表した。パイ中間子やミューオン、B中間子に関しては日本物理学会にて研究成果を発表した。
なお、これまでの研究結果をもとに、PIENU実験を改良し、大幅な感度の改善を目指した新実験が計画中である。新実験の計画書に関してはarXivに投稿済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要で述べたように、これまでのPIENU実験での経験をもとに、当初の予定よりも研究の範囲を大幅に広げることができた。そして、研究成果も学術論文や学会で発表しているため、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
さらなる新物理の研究を行うため、引き続き海外の研究者とコンタクトを取り、研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
本研究を行うにあたって、カナダのTRIUMFへの出張を計画していたが、コロナの影響で中止になったため、次年度使用額が生じた。
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