| 研究課題/領域番号 |
21H01109
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
青木 正治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80290849)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 荷電レプトンフレーバ非保存 / ミュー粒子電子転換過程 / チェレンコフ検出器 / ミュー粒子電子転換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミュー粒子・電子転換過程 (μ－ + N → e－ + N ) は素粒子の標準理論では強く抑制されているが、標準理論を超えた様々な新しい物理モデルではその存在が自然であると考えられている。この過程が発見されれば宇宙・素粒子研究に大きなインパクトを与えることは必須である。
本研究では、世界第一級の大強度陽子加速器 J-PARC を用いたミュー粒子・電子転換過程の探索研究において、宇宙線を起源とする背景事象をより徹底的に削減することにより、先行研究の感度を100 倍以上も改善することをさらに確実にする。これにより、世界で最初の事象を観測した場合の確からしさを格段に向上させることができる。
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| 研究実績の概要 |
ミュー粒子・電子転換過程(μ- + N → e- + N)は素粒子の標準理論では強く抑制されているが、標準理論を超えた様々な新しい物理モデルではその存在が自然であると考えられている。この過程が発見されれば、宇宙・素粒子研究に大きなインパクトを与えることは必須である。 本研究の目的は、世界第一級の大強度陽子加速器 J-PARC の特長を活かした高品質パルス陽子ビームを用いたミュー粒子・電子転換過程の探索研究 (COMET Phase-I) において、宇宙線を起源とする背景事象をさらに徹底的に削減して3E-15の感度到達をより確かなものとすることにある 。これは、先行研究の感度を 100 倍も改善することに相当する。本研究によって、COMET Phase-I の背景事象に対する備えはより一層万全となるため、世界で最初に事象を観測した場合の確からしさが格段に向上する。
本研究では、ミュー粒子・電子転換過程で発生した電子が石英ガラス薄板を通過する時に発生するチェレンコフ光を波長変換ファイバー(WLSF)で外部に取り出し、高い磁場や中性子フラックスが存在しない検出器ソレノイド外に設置する光検出器で検出する装置を新規開発することを目指した。装置開発のために必要なプラスチックシンチレータや光電子増倍管を調達した。
また、飛跡検出器を巡行する電子と逆行する正電荷ミュー粒子のtime-of-flightの差分がおよそ10 nsあることに着目して、この時間差を検出できるトラッキングコードの開発を目指して宇宙線試験データ解析の精密化などに着手した。
本研究事業は、研究代表者が5月18日に特別推進科学研究費補助金に内定したため、同日をもって廃止された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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