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MEG II実験を用いたミュー粒子稀崩壊の探索

Research Project

Project/Area Number 17J03308
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小川 真治  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords素粒子実験 / ミュー粒子 / 超対称性 / ガンマ線検出器 / 液体キセノン / 半導体光検出器MPPC
Outline of Annual Research Achievements

本研究は半導体光センサーMPPCを用いた液体キセノンガンマ線検出器の立ち上げ・運用を行い、その性能を最大限取り出すことにより、世界最高感度でのμ→eγ崩壊の探索を目指すものである。

平成29年度には本実験と同じビーム環境下での検出器の試運転を行い、「本検出器が安定して動作させられること」が判明した。そのため平成30年度には本研究の次の段階として「予定通りの検出器性能が得られているかの確認」を行った。29年度の試運転においては加速器の不調、読み出しエレクトロニクス開発の遅れといった問題があったため、これらを改善して30年末に再度ビームを用いた検出器の性能試験を実施した。
ビーム試験に向けて6月より液体キセノンの純化、光センサーの較正、読み出しエレクトロニクスの運用上の改善などの準備を進め、11月末にビーム試験を開始した。本試験ではまず18MeVの単色ガンマ線を使用した検出器較正を行い、その後本実験と同様のミュー粒子ビームを使用し飛来する背景ガンマ線を測定した。取得したデータから、測定された背景事象のエネルギー分布がシミュレーションによる予想と概ね一致していることが示された。取得したデータの解析を依然進めており、今後検出器の分解能が評価できると期待している。
これらと並行して、シミュレーションを用いたガンマ線再構成手法の改善を行った。以前の解析手法では同時に二つのガンマ線が検出器に入射し、これらが分離できないことがあり背景事象の主要な原因となっていた。この問題を解決するため、本検出器の特徴である高精細な読み出しを活用し、二つのガンマ線を分離する手法の開発および性能評価を行った。最終的な値は今後精査する必要があるが、この新しい手法によって背景事象を30%程度削減できることが期待でき、MEG II実験の物理感度にも無視できない改善が期待できる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] PSI(スイス)

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  • [Int'l Joint Research] University of California, Irvine(米国)

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  • [Int'l Joint Research] INFN Pisa/INFN and University of Genova/INFN and University “Roma Sapienza”(イタリア)

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  • [Int'l Joint Research] BINP, Novosibirsk/JINR, Dubna(ロシア連邦)

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  • [Journal Article] Commissioning of liquid Xe detector with VUV-MPPC readout for MEG II experiment2019

    • Author(s)
      Shinji Ogawa, M.Francesconi, L.Galli, K.Ieki, T.Iwamoto, P.-R.Kettle, S.Kobayashi, T.Libeiro, N.Matsuzawa, S.Mihara, W. Molzon, T.Mori, H.Nishiguchi, R.Onda, W.Ootani, A.Papa, S.Ritt
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: -

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The design of the MEG II experiment2018

    • Author(s)
      A.M.Baldini, …, S.Ogawa et.al.
    • Journal Title

      Eur. Phys. J. C

      Volume: 78 Issue: 5 Pages: 380-380

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-018-5845-6

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The design of the MEG II experiment2018

    • Author(s)
      A.M.Baldini, S.Ogawa, et al.
    • Journal Title

      arXiv: 1801.04688

      Volume: -

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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] MEG II 実験液体キセノン検出器、背景ガンマ線エネルギー分布の測定2019

    • Author(s)
      小川真治、 他MEG IIコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
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  • [Presentation] Commissioning of liquid Xe detector with VUV-MPPC readout for MEG II experiment2018

    • Author(s)
      Shinji Ogawa on behalf of MEG II collaboration
    • Organizer
      38th International Conference on High Energy Physics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for lepton flavor violating decay of muon in MEG experiment2018

    • Author(s)
      Shinji Ogawa on behalf of MEG II collaboration
    • Organizer
      IV international conference on particle physics and astrophysics
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] MEG II 実験における、背景事象削減に向けたガンマ線再構成手法の開発2018

    • Author(s)
      小川真治、 他MEG IIコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] MEG II 実験液体キセノン検出器のビーム環境下での性能評価2018

    • Author(s)
      小川真治、 他MEG IIコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
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  • [Presentation] MEG II 実験液体キセノン検出器較正用 pre-shower counter の開発及び性能評価2018

    • Author(s)
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      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
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  • [Presentation] Liquid xenon detector with VUV-sensitive MPPCs for MEG II experiment2017

    • Author(s)
      Shinji Ogawa on behalf of MEG II collaboration
    • Organizer
      The Technology and Instrumentation in Particle Physics 2017 (TIPP2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MEG II 実験液体キセノン検出器実機 MPPC のコミッショニング2017

    • Author(s)
      小川真治、 他MEG IIコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] MEG II 実験液体キセノン検出器較正用 pre-shower counter の開発2017

    • Author(s)
      恩田理奈、 他MEG IIコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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  • [Remarks] MEG Official Home Page

    • URL

      http://meg.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/index.html

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      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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