| 研究課題/領域番号 |
20H00154
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森 俊則 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (90220011)
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| 研究分担者 |
岩本 敏幸 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (20376700)
内山 雄祐 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 (90580241)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2020年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
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| キーワード | レプトン普遍性 / 液体キセノン測定器 / パイ中間子崩壊 / PSI / MEG II 実験 / PIONEER実験 / MEG II実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、素粒子物理学の基本原理の一つであるレプトン普遍性（レプトンユニバーサリティ）について、世界で初めて理論精度に匹敵する実験精度でパイ中間子の崩壊からその精密検証を行う次世代実験の実現を目指すものである。本研究グループが中心となって開発・運用してきた液体キセノン測定器をさらに改良することにより、大量のパイ中間子の崩壊を測定して統計誤差を改善すると共に、系統誤差の大幅な改善を実現する。プロトタイプ検出器を用いたビーム試験により目標とする系統誤差が達成可能であることを証明し、大強度パイ粒子ビームを持つスイス・ポールシェラー研究所に、次世代実験の提案を行っていく。
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| 研究成果の概要 |
レプトン(電子・ミュー粒子・タウ粒子)に働く相互作用は、ゲージ対称性により厳密に同じと考えられている(レプトン普遍性)が、重い新粒子、例えば荷電ヒッグス粒子が存在すると、わずかなずれが生じる。そこでレプトン普遍性を精密に検証することにより、大型コライダー実験をも凌ぐ感度での新物理の探索が可能となる。本研究では、国際共同実験MEGで開発・運用してきた2.7トンの高分解能液体キセノン測定器を改善して、このレプトン普遍性の破れを検証する新実験の研究開発を進め、国際研究チームと共同で実験提案書をまとめた。その結果、2022年1月にスイス・ポールシェラー研究所(PSI)での実験が承認されるに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レプトン普遍性は素粒子物理学の基本原理の一つであるゲージ対称性によって正確に成り立っていると考えられているが、それを巧みな実験技術を駆使することにより、かつてない0.01%という精度で検証する実験を提案した。この実験は既に承認されており、その実施により、コライダー実験でも到達できない超高エネルギーに存在する新物理を探ることが可能となった。
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