2014 Fiscal Year Annual Research Report
荷電K中間子崩壊によるレプトン普遍性の破れ探索実験のためのGEM検出器
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26287054
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
今里 純 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (40107686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 晃久 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, 助教 (20373186)
五十嵐 洋一 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, 講師 (50311121)
清水 俊 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60294146)
山崎 寛仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 准教授 (90260413)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / J-PARC / 国際研究者交流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、J-PARC E36 実験「荷電K中間子崩壊によるレプトン普遍性の破れ探索」を遂行するための荷電粒子トラッキング検出器の一つとしてGEMの投入を検討し、その結果に基づいて製作し、更に幾つかの他の経費で製作される検出器とともにE36測定器を構築し、J-PARCハドロン実験施設で実験を遂行することであった。研究開始にあたり、GEMの技術的検討およびE36トラッキング検出器としてのメリットの検討をシミュレーション計算を駆使して行った。その結果ガス増幅による標準的なGEMと同等なトラッキング検出器として、シンチファイバーのリボンを円筒に巻き付けファイバーの両端をMPPC光検出半導体で読み取る「Spiral Fiber Tracker」を採用することとし、その製作を行うとともに、他の資金で製作されていたエアロゲル・チェレンコフ検出器、シンチファイバー標的、TOF1カウンタと組み合わせて、E36中央部検出器（CD)を2014年の10月までに組み上げた。E36実験のハドロン実験施設へのセットアップは11月に開始した。基幹設備の超伝導トロイダル電磁石に本研究の関わるCDの他、CsI(Tl) 電磁カロリメータ、MWPCのトラッキング検出器、TOFカウンター、鉛ガラス検出器等を順次設置して、全系を2015年の２月までに構築した。その他、検出器読み出し回路、データ処理系の整備も平行して進め、3月にはK11BR のK＋中間子ビームを受け入れて実験を開始することが可能とした。E36全体の資金計画のなかで本研究の実験遂行のための経費が有効に活用された。年度が明けて2015年4月8日から5月7日までK1.1BRのビーム利用がされ、E36測定器のコミッショニングと回路系の調整、さらに試験的なデータ収集をする所謂エンジニアリングランを実施した。本実験は2015年の6月と10月とに予定されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の最終的な目標はJ-PARC E36を実施してその結果を得ることである。2014年度には年度当初の予定では、ハドロン実験施設でK+中間子ビームを使用して、年度末には測定を開始するはずであった。しかし、ハドロン実験施設の改修工事の完了の遅れ等のJ-PARC施設側の事情で、最初のビームタイムが2015年４月にずれ込むこととなった。しかし、E36測定器は計画通りのスケジュールで完成し、宇宙線を利用した較正測定等は十分に行われている。J-PARCでの本実験の予定である2015年の６月と10月のビームタイムはほぼ確定しているので、最終結果が得られる時期には大きい変更はなく、現在の１月の遅れは特に大きい問題ではないと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
J-PARCハドロン実験施設で2015年4月に実施されたE36実験のエンジニアリングの結果を早急に解析し、（１）測定器の不具合箇所の洗い出しと必要な追加、及び（２）データ解析法の確立と予想される実験精度の分析を行い、６月のビームタイムでの本測定に臨む。得られるデータを解析し、（３）有意な結果を出すために必要な測定時間数の算定とビーム時間の要求を行う。10月に予定されているビームタイムを確実に実施する。
「荷電K中間子崩壊によるレプトン普遍性の破れ」は2体崩壊のKe2とKmu2 比の精密測定によるが、その解析を進め、平行して系統誤差の評価を進める。
副産物物理として、Heavy neutrinoとDark photon の解析も進める。
この種の精密実験では慎重なデータ解析と系統誤差の評価を十分な時間をかけて行うことが重要である。最終結果を出すことは急がない。2016年度を予定する。但し、国際会議等での実験の進捗の報告は積極的に行う。
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| Causes of Carryover |
本研究の最終的な目的はJ-PARCE36実験を遂行し「荷電K中間子崩壊でのレプトン普遍性の破れ」と探索することにある。実験はハドロン実験施設のK中間子ビームを使用して行うが、施設の改修工事のスケジュールの都合で、ビームタイムの実施がやや遅れることとなった。ビームタイムでの測定には必然的にランニングコストが発生するので、実験全体の効率的な運営をするには、2015年度での支出可能な額を保持して置く必要があった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ハドロン実験施設K1.1BR ビームでのE36のエンジニアリングランは既に2015年の5月に終了している。その結果を分析し、測定器で不十分な部分を補強するともに、不具合箇所の改善を行う。そのための費用として使用する計画である。また、6月と10月に予定されているビームタイムでの測定のランニングコスト（MWPC チェンバー用ガスの購入など）に充当する。
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| Remarks |
「Precise Measurement of Γ (K+→ e+ν)/Γ(K+→ μ+ν) using Stopped Positive Kaons」のページは：
http://trek.kek.jp/e36/index.html
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Research Products
(4 results)
