| 研究分担者 |
受川 史彦 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (10312795)
原 和彦 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (20218613)
武内 勇司 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (00375403)
丸山 和純 高工ネルギー加速器研究機構, 粒子原子核研究所, 准教授 (80375401)
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| 研究概要 |
本計画研究「陽子反陽子衝突実験CDFによるトップとボトム・フレーバーの物理」では, 米国フェルミ国立加速器研究所の陽子反陽子衝突型加速器テバトロン衝突器を用いた世界最高エネルギー陽子反陽子衝突実験(CDF実験)のデータ収集と物理解析を強力に推進してきた。平成20年12月に最大瞬間輝度3.5x10^<32>cm^<-2>s^<-1>を達成した。これは設計値3x10^<32>cm^<-2>s^<-1>を超えるものである。平成20年度末までに積分輝度5.0fb^<-1>に相当する衝突事象データを取得した。またデータ収集システムの改良を進めて, テバトロン加速器の輝度増加に対応できる高速データ収集システムを運転している。これと平行して事象再構成プログラムの改良を遂行し, データの解析を進めた。物理データは本研究費で購入した磁気ディスクに保存した。解析プログラム開発, シミュレーション, 物理の検討は現有の筑波大学の計算機と新たに購入した計算機PCを用いて行なった。この衝突事象の解析によって, 本研究のテーマであるトップクォーク生成崩壊の精密測定, Bハドロン生成崩壊の精密測定について, 下記に示すような成果を挙げた。
ボトム・フレーバーについては, B_s→J/ψφの崩壊測定によって, B_s中間子の2つの質量固有状態の崩壊幅の差ΔΓsをΔΓs=0.02±0.05ps^<-1>(CPの破れのphaseβ_s=0と仮定したとき)と決定した。
トップ・フレーバーについては, トップクォークの単一生成を観測することに成功した。トップクォーク単一生成断面積の測定によってV_<tb>成分を決定した。3.2fb^<-1>のデータを解析して単一トップクォーク生成の探索を行った結果, 99.99997%の信頼度(5σ)で生成を観測し, 生成断面積2.3+0.6/-0.5pbを得た。この生成断面積から小林益川混合行列のV_<tb>成分を|V_<tb>|=0.91±0.11(実験)±0.07(理論)と12%の精度で決定した。今後のデータ収集により, 最終的にデータが3倍になるので, 実験誤差は0.06程度となる。また同じテバトロン衝突器を用いたもう一つの実験Dゼロの結果と合わせると0.05程度となり, 当初の目標である6%の精度でV_<tb>成分を決定することが期待できる。
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