タウ・レプトンの物理

• 研究課題/領域番号: 14046102
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大島 隆義 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00134651)
• 研究分担者: 三田 一郎 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (60242806) ; 千代 勝実 名古屋大学, 理学研究科, 助手 (80324391) ; 林井 久樹 奈良女子大学, 理学部物理, 教授 (50180980) ; 山口 晃 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60004470)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 204,800千円 (直接経費: 204,800千円); 2005年度: 29,300千円 (直接経費: 29,300千円); 2004年度: 66,200千円 (直接経費: 66,200千円); 2003年度: 59,800千円 (直接経費: 59,800千円); 2002年度: 49,500千円 (直接経費: 49,500千円)
• キーワード: タウ / レプトン / チェレンコフ光 / 光検出器 / Lepton Flavor Violation / MCP / TTS / チェレンコフ / TOP / Bファクトリー / Belle / CP非保存 / タウ・レプトン / タウレプトンの電気双極子モーメント / レプトン数非保存 / TOPカウンター / チェレンコフ・カウンター

研究概要

1.タウの物理
2006年3月までにBファクトリー実験では500/fbを越えるデータを収集した。このデータに含まれるタウレプトン反応を選び出し、標準理論の検証並びに新しい物理の探索を行なっている。収集されたデータの内、約400fb^<-1>のデータを用いてレプトンの香り保存を破る崩壊tau→l etaの探索を行ない、90%の信頼度で7x10^<-8>の崩壊分岐比の上限値を得た。その他の香り保存を破る崩壊の探索も進行中であり、1x10^<-7>程度の崩壊分岐比感度を得ている。これらのモードを含め、他の崩壊モードでもより大量のデータを用いた解析が進行中である。ハドロン崩壊tau→pi pi0 nuを利用し、質量分布の精密測定を行なうことで、ハドロン真空分極度を精度良く得た。また、tau→phi K nu崩壊の探索を行ない、phiメソンを含むタウ崩壊事象を世界で初めて発見した。
2.粒子識別装置の開発
Bファクトリー実験のための次世代型粒子識別装置(TOPカウンター)の開発研究を行なっている。TOPカウンターはチェレンコフ光を利用した粒子識別装置であり、輻射体である石英をその光速度より速い荷電粒子が通過した際に発生するチェレンコフ光を輻射体端面に取り付けた光検出器で検出する。今年度は、測定器としての詳細なシミュレーション解析と光検出器の開発を行なった。シミュレーション解析では、イベント再構成ソフトウェアの開発を行ない、実験環境を想定して現実的な性能の評価を行なった。光電子増倍管の開発では、主に、実用化に向け、長期運用の可能性を探るための寿命測定とそれに対する改良を行なった。イオンフィードバックを防止する保護膜が少なくとも必要であることが分かった。また、識別能力を向上させるため長波長に対し高い感度をもつGaAsP光電面の光検出器の開発・試験を行なっている。

研究成果

• [雑誌論文] Search for Lepton and Baryon Number Violating tau-decays into Lambda-ba pi- and Lambda pi- (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki et al.(Belle Collaboration)
  • 雑誌名: Physics Letters B 632 ページ: 51-57
• [雑誌論文] A 5ps TOF-counter with an MCP-PMT (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Inami et al.
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. A (to be published)
• [雑誌論文] Search for lepton flavor violating decays tau → l pi0,l eta, l eta' (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Enari et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 622 ページ: 218-228
• [雑誌論文] Proceeding of the 8th international workshop on Tau Lepton Physics (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Ohshima et al.
  • 雑誌名: Nuclear Physics B (Proc.Suppl.) 144
• [雑誌論文] Search for the Lepton-Flavor-Violating Decay τ- →μ- η at Belle (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Enari et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 93 ページ: 81803-81803
• [雑誌論文] Upper Bound on the Decay τ→μγ from Belle Detector (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Abe et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 92 ページ: 171802-171802
• [雑誌論文] Search for Neutrinoless Decays τ-→3l (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Yusa et al.
  • 雑誌名: Physics Letter B589 ページ: 103-103
• [雑誌論文] MCP-PMT TIMING PROPERTY FOR SINGLE PHOTONS (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Akatsu et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods A528 ページ: 763-763
• [雑誌論文] RARE DECAYS OF TAU-LEPTON (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Ohshima
  • 雑誌名: European Physics J C33
• [文献書誌] K.Inami et al.(Belle collaboration): "Search for the Electric Dipole Moment of the tau lepton"Physics letters. B 551. 16-1 (2003)
• [文献書誌] Y.Enari et al.: "Progress report on Time-Of-Propagation counter-A New type of ring imaging Cherenkov detector-"Nuclear Instruments and Methods. A 494. 430 (2002)
• [文献書誌] T.Hokuue et al.: "R&D report on Fine-mesh Multi-anode PMT with TTS=100ps under B<1T"Nuclear Instruments and Methods. A 494. 436 (2002)
• [文献書誌] M.Akatsu et al.: "Research and Development of TOP Counter"Nuclear Instruments and Methods. A 502. 133^* (2003)
• [文献書誌] K.Inami et al.(Belle coil.): "Search for Electric Dipole Moments of the Tau Lepton"Physics Letters. B55. 16-26 (2003)
• [文献書誌] A.I.Sanda (PDG): "Review of Particle Physics"Physical Review. D66. 010001 (2002)
• [文献書誌] A.Ishikawa et al.(Belle coll): "Observation of the Decay B →Kl^+l^-"Physical Review Letter. 88. 021801 (2002)
• [文献書誌] A.Sugi et al.(Bell coll): "Studies of the Decay B^±→DcpK^±"Physical Review Letters. (Accepted). (2003)
• [文献書誌] Y.Yusa (for-Belle coll.): "Search for Neutrinoless Tau Decay to Three Charged Final State at Belle"Nuclear Physics B (proc. Supp.). (accepted).