2015 Fiscal Year Annual Research Report
ミューオン原子を用いたレプトンフレーバーを破る実験の提案
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24340044
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
佐藤 丈 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60322294)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ミューオン原子 / レプトンフレーバーの破れ / ニュートリノ / ミューオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミューオン原子内でレプトンフレーバーが破れている場合に起こりうるμｅ－＞ｅｅ反応の反応率を求めた。
レプトンフレーバーの破れは、ニュートリノ振動が確立したことから標準理論を超える理論に存在することはわかっていて、その候補ごとにどのような有効相互作用が可能か、どれくらいの大きさになるかが計算できる。有効相互作用の種類は複数あるので、それらを識別するため既存の実験手法以外の方法が必要であり、この反応はその候補となる反応である。
具体的には、原子ごとにミューオンおよび電子の波動関数をDirac方程式を解くことで求めて、その波動関数を使ってレプトンフレーバーの破れを起こす有効作用が四体フェルミ相互作用として得られる場合の反応率を計算した。その結果として、従来の近似計算と同様原子番号が大きいほど反応率が高くなることを見たが、その反応率の高くなり方は相対論的効果でより強くなることを見た。これにより、たとえばウラニウムをターゲットに使えば１０＾１７個のミューオンを用意できれば、現在のμ－＞ｅｅｅ反応の制限と同等の制限を得られることがわかった。また、電子が二つ出てくるが、その方向とエネルギーの相関を見ると原理的には有効作用の種類も区別できることも示した。
一方で、IceCubeで観測した宇宙ニュートリノの欠損は、ミューオンフレーバーに特異なことが起こる可能性を示しているかもしれない事例である。それで、それに即した模型を考え、その場合の宇宙ニュートリノの伝搬を計算することで、どのような模型が可能化についての考察も行った。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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