2017 Fiscal Year Annual Research Report
Probing New Physics with Tau-Lepton
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26220706
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
飯嶋 徹 名古屋大学, 現象解析研究センター, 教授 (80270396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早坂 圭司 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40377966)
居波 賢二 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50372529)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / 加速器 / 粒子測定技術 / 電子・陽電子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、世界最高輝度を誇るKEKBファクトリー実験を40倍に増強したスーパーBファクトリー実験にむけ、我々が独自に開発したTOP粒子識別装置の技術確立を達成するとともに、名古屋大学データ解析装置を増強して大量のデータ解析やシミュレーション事象の生成が可能な環境を構築し、いち早く新物理を発見できる体制を整えること、これにより、タウLFV崩壊や、B中間子タウオニック崩壊の測定から、TeV領域の新物理探索を進めることを目指している。
TOP検出器については、既にインストールを完了したTOP検出器の読み出し回路ファームウェアのデバッグ作業、時間測定パラメータや光センサーのゲイン較正パラメータの綿密な調整を薦め、宇宙線統合試験による性能検証を行なった。その結果、宇宙線トラック通過時に発生したチェレンコフ光のリングイメージを確認するとともに、ほぼ予想通りの性能が得られることを確認した。
Belle II データ解析のGRID計算機環境については、昨年度に当初目標の7.25k HEPSpecを達成していたが、H29年度には更にCPU 96コアを増強し、その結果として計算能力が 7kHepSpecから9.5kHepSpecまで向上した。その結果、高効率かつ安定にシミュレーションデータの生成が進んでいる。また、Belle IIコンピューティングシステム監視システムの開発を薦めた。
物理解析では、昨年度に国際会議で口頭発表を行った Belle実験全データを用いたB→D* τ ν 崩壊の分岐比と τ レプトンの偏極度の世界初測定結果を投稿論文にまとめ発表した。また、Belle II 実験に向けて、Bタウオニック崩壊やレプトンフレーバーを破るタウ崩壊に関するスタディーを進めた。
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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 II 実験に向けて建設を進めた TOPカウンターは、名古屋大学で原理考案し、１５年以上をかけて開発してきた独自の新型検出器であり、その完成を達成できたことは大きな成果である。今後検出器の詳細な較正作業で性能を引き出してゆく。また、名古屋大学タウレプトンデータ解析室のグリッド計算機資源の補強により、Belle II のシミュレーションデータ生成も順調に進んでおり、Belle II 実験への準備研究が順調に進んでいる。
物理解析においては、Belle実験の全データに新しい解析手法を適用して、B→D* τ ν 崩壊の新しい結果を得ることができた。加速器計画の遅れによってBelle II 実験のデータを得ることは未だできていないが、新しい解析手法の導入によって、既存のBelle実験データかた予想を上回る精度の結果が得られたことや、測定が難しいと考えられていたτ偏極度の測定が可能となったことは大きな成果である。この結果についてH29年度に発表した論文の被引用数が既に100を超えていることはそのインパクトの大きさを示している。
我々の研究の実績が評価され、名古屋大学研究大学強化推進事業として、飯嶋を代表とする「重フレーバー素粒子物理学国際研究ユニット」が設置され、実際の拠点形成が進みつつある。この点は予定以上の成果と言ってよい。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度にはSuperKEKB/Belle II実験の衝突実験が始まる。TOPカウンターについては、ビーム衝突実験に対応できる読み出しファームウェアのデバッグを進める。また、初期衝突データを用いてTOP検出器の詳細な較正作業を進めるとともに、粒子識別性能をミューオン対生成反応や、D中間子のKπ崩壊などを使って検証し、デザイン通りの性能が得られていることを確認する。
H29年度までに増強が進んだ Belle II GRID計算機によりシミュレーションデータを生成し、Belle II 実験での物理解析のスタディーを進め、粒子識別アルゴリズムや、B中間子生成タグ手法の改良などの解析ツールの整備を進めてゆく。
以上をふまえて、本研究が最終的に目指している Belle II 実験でのタウオニック崩壊やレプトンフレーバーを破るタウ崩壊の測定について、感度改良を検討する。また、本研究の関連する話題として、電子-陽電子衝突断面積の精密測定についてもスタディーを進める。この測定は、標準理論からのズレが報告されているミューオンの異常磁気能率の測定に重要なインプットとなる。タウオニック崩壊やレプトンフレーバーを破るタウ崩壊とこのミューオンの異常磁気能率の相関によって、新物理の模型に迫ることも可能となる。理論研究者とも協力して、こうした測定結果から物理を引き出す手法についても考究を進めたい。
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[Journal Article] Extension of the MCP-PMT lifetime2017
Author(s)
Matsuoka K., Hirose S., Iijima T., Inami K., Kato Y., Kobayashi K., Maeda Y., Omori R., Suzuki K.
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume: 876
Pages: 93～95
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Belle II TOP Counter2017
Author(s)
Toru Iijima
Organizer
Workshop on fast Cherenkov detectors (DIRC2017), August 7 - 9, 2017, Castle Rauischholzhausen, Germany
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Belle II Topics2017
Author(s)
Kenji Inami
Organizer
Workshop on fast Cherenkov detectors (DIRC2017), August 7 - 9, 2017, Castle Rauischholzhausen, Germany
Int'l Joint Research / Invited
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