荷電K中間子の稀崩壊現象を用いたユニタリー三角形の斜辺の長さの決定

Research Project

Project/Area Number	04J00629
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Condensed matter physics 1
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	溝内健太郎京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	国際情報交換 / カナダ:アメリカ / K中間子稀崩壊 / π中間子稀崩壊 / 光子検出器 / ニュートリノ / 高エネルギー物理学 / ユニタリー三角形 / 光子棄却能力 / 少数イベント解析 / BNL-E949
Research Abstract	米国ブルックヘブン研究所にて行われたBNL-E949実験で取得されたデータを基に中性π中間子の稀崩壊モードπ^0→vv^^-の探索を行った。中性π中間子の直接的観測は極めて難しい為K中間子の崩壊現象K^+→π^+π^0を利用するのだが、この際荷電K中間子と荷電π中間子の精密測定からこのモードを10^<-9>レベルの不純度で選択出来るselection criteria(カット)の開発に成功した。ここでタグされた中性π中間子に対して密閉型の光子検出器を利用してπ^0からの終状態がinvisibleである事象の探索を行った。光子棄却パラメータの最適化プログラムを開発し、最適なB値を選ぶ事で、この事象に対する感度を最大化する研究を行い崩壊分岐比の上限値にしてr(π^0→vv^^-)<2.7×10^<-9>という結果を得た。これは過去のbest limitを3倍程度向上するものである。この結果はPhys.Rev.D volume72 091102(2005)にまとめられ出版されている。また実データを用いてこの解析に入り込んでくるπ^0→γγ事象を理解する試みとして、本解析で利用された密閉型検出器の光子不感率を測定した。この研究の成果として得られた光子不感率は実データから得られたものである為、シミュレーションよりも信頼度が高く他の実験でも利用されている。この不感率測定からπ^0→γγ崩壊が信号領域に混ざり込んで来る数量を見積もり、それを取り除く研究を行った。この研究の成果として背景事象の差し引きからさらに2倍程度の感度の向上が見込める事を証明した。この研究の成果は国際会議"mass origin and supersymmetry physics"(つくば国際会議場エポカル)にて発表されている。