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Belle実験におけるB中間子のレプトンへの崩壊を用いた荷電ヒッグス粒子探索

研究課題

研究課題/領域番号 13J03096
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関名古屋大学

研究代表者

廣瀬 茂輝  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード新しいB→D*τν測定手法の確立 / B→D*τν崩壊のτ偏極度測定 / B→D*τνのτ偏極度測定 / MCP-PMTの大量生産 / Belle実験 / Belle II実験 / MCP-PMT / 荷電ヒッグス粒子
研究実績の概要

本研究では、解析者の主観によるバイアスを防ぐため、Belle検出器シミュレーションを含めたモンテカルロシミュレーションを使ってB→D*τν信号とその背景事象の特徴を詳細に調べ、τ→πν, ρνというτ崩壊を用いた信号再構成手法を開発した後に、この手法を実データに適用する。本年度は、当初の計画通り信号抽出手法の確立および実データを使ったシミュレーションサンプルの補正を行い、6月の研究会にて成果を報告した。さらに、荷電B中間子モードに加えて中性B中間子のB→D*τν崩壊を解析に加えることで、統計精度を約1.4倍向上させることに成功した。その結果、本崩壊におけるτ偏極度を約0.6の統計精度で測定するとともに、崩壊分岐比測定についても過去の測定と同等の統計精度を期待できることを示した。この成果を、9月に行われた日本物理学会秋季大会において報告した。

本解析では、"ハドロン+ニュートリノ"という終状態を使っているため、B中間子のハドロニック崩壊が主要な背景事象となる。B中間子のハドロニック崩壊は複雑なハドロン化過程を経るために測定が難しく、実験結果がない部分が多いため信頼できるシミュレーションを行うことができない。従って、本解析では終状態の特徴によってハドロニック崩壊を分類し、実験的測定結果がない成分については信号事象を含まない実データを用いてコントロールすることで、背景事象を見積もることとした。これをもって測定手法の確立がほぼ完了し、過去の測定とは異なる終状態を使ってB→D*τν崩壊の崩壊分岐比を測定し、また本崩壊ではまだ測定の前例がないτ偏極度を測定することで新物理探索ができることを示した。これらの成果を3月のWorld Research Unit for Heavy Flavor Particle Physics
Symposium 2016および日本物理学会年次大会にて発表した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学/シンシナティ大学/パシフィック・ノースウエスト国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] 漢陽大学校/延世大学校/ソウル大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学/マックスプランク研究所/ドイツ電子シンクロトロン研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] HEPHY研究所(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] メルボルン大学/シドニー大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ハワイ大学/シンシナティ大学/パシフィック・ノースウェスト国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] 漢陽大学校/延世大学校/ソウル大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学/マックスプランク研究所/ドイツ電子シンクロトロン研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] HEPHY研究所(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] メルボルン大学/シドニー大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of the micro-channel plate photomultiplier for the Belle II time-of-propagation counter2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, Toru Iijima, Kenji Inami et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. Meth. A

      巻: 787 ページ: 293-296

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.12.082

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of the MCP-PMT for the Belle II TOP counter in a magnetic field2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, For the Belle II PID Group
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      巻: 766 ページ: 163-166

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.05.012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Belle実験におけるτのハドロニック崩壊を用いたB→D*τν崩壊の研究2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬茂輝、飯嶋徹、他 Belle Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会台第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study of B→D*τν with Hadronic τ Decays at Belle2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, Toru Iijima and the Belle Collaboration
    • 学会等名
      World Research Unit Heavy Flavor Particle Physics Symposium 2016
    • 発表場所
      Nagoya University (Nagoya, Japan)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Belle実験におけるB→D*τν崩壊のτレプトン偏極度測定2015

    • 著者名/発表者名
      廣瀬茂輝、飯嶋徹、他 Belle Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Belle実験におけるB→D*τν崩壊のτレプトン偏極度測定2015

    • 著者名/発表者名
      廣瀬茂輝
    • 学会等名
      第5回高エネルギー春の学校2015
    • 発表場所
      びわこクラブ(滋賀県)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of the MCP-PMT for the Belle II TOP Counter2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, Kodai Matsuoka, Takuya Yonekura, Toru Iijima, Daiki Furumura, Tomokatsu Hayakawa, Yuji Kato, Ryo Mizuno, Yutaro Sato and Kazuhito Suzuki
    • 学会等名
      7th International Conference on New Developments in Photodetection
    • 発表場所
      International Vinci Congress Center (Tours, France)
    • 年月日
      2014-06-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新しいMCPによるBelle II TOPカウンター用MCP-PMTの寿命改善の評価2013

    • 著者名/発表者名
      廣瀬茂輝(発表者)、飯嶋徹、有田義宣、伊藤雄平、居波賢二、加藤悠司、佐藤優太郎、鈴木一仁、鉢嶺元嗣、早川知克、古村大樹、松岡広大、米倉拓弥
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学朝倉キャンパス(高知県高知市)(口頭発表)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Performance of the MCP-PMT for the Belle II TOP counter in a Magnetic field2013

    • 著者名/発表者名
      廣瀬茂輝、Belle II PIDグループ
    • 学会等名
      8th International Workshop on Ring Imaging Cherenkov Detectors (RICH 2013)
    • 発表場所
      湘南国際村センター(神奈川県三浦郡葉山町)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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