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2003 年度 研究成果報告書概要

CP非保存パラメータφ_2の測定

研究課題

研究課題/領域番号 13440074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京工業大学

研究代表者

渡邊 靖志  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40126199)

研究分担者 石野 宏和  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90323782)
鈴木 聡  東京工業大学, 高エネルギー加速器研究機構, 助手 (50280508)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワード物質・反物質間の対称性 / Bファクトリー / CP非保存 / 小林・益川機構 / 素粒子物理学の標準理論 / 加速器実験 / B中間子 / 非対称工ネルギー加速器
研究概要

本研究では,CP非保存パラメータφ_2の測定を目指していろいろな崩壊モードを解析した。実験は,つくばのBファクトリー加速器KEKBとBelle粒子検出器を用いて行った。KEKB加速器はデザインルミノシティ10^<34>cm^<-2>s^<-1>を2003年5月に達成し、その後も順調に記録を塗り替え、現在も世界一のルミノシティを誇っている。Belle実験は、2003年夏にシリコンバーテックス検出器を無事アップグレードし、現在さらにデータを蓄積中である。
本研究課題であるφ_2測定については、B^0(反B^0)中間子がπ^+π^-に崩壊するモードの統計を、2002年夏までの78fb^<-1>からほぼ4倍の253fb^<-1>(2004年夏現在)に増やし、CP非対称パラメータであるA_<ππ>とS_<ππ>について、次の結果を得た。
A_<ππ>=+0.56±0.12(統計)±0.06(系統)、S_<ππ>=-0.67±0.16(統計)±0.06(系統)
すなわち、J/ψK崩壊モードでのCP非保存の発見に続いてこの崩壊モードでもCP非保存を確認するとともに、A_<ππ>が有意に0から離れていることから、初めて直接的CPの破れを強く示唆する重要な結果を得た(>4σ)。同時に所期の目的φ_2の測定についても、アイソスピンの関係などを用いてその領域を制限することができた。この結果が他の間接的な総合結果と一致することから、標準理論の要めである小林・益川機構の正しさを支持する結果であると言える。
当グループは、上記の解析を主体的に行うとともに、φ_2の測定に向けてa_1πの崩壊モードを探索し,まずは分岐比を測定することができた。また,購入した計算機ファームをフル回転して大量のモンテカルロデータを分担生成した。さらに,崩壊粒子の親がB^0中間子なのか,それとも反B^0中間子なのかを高い効率で判定する方法,および,コンティニュームをさらに効率よく抑制するさらに改善された方法を考案するなど、全体の解析にも貢献した。ハード面では、アップグレードされたバーテックス検出器において、初めてその信号をトリガーに組み込む作業、および,その性能向上等でも大きく貢献した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2005 2004 2002

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Improved Measurement of Direct CP Violation in B^0→π^+π^- decay and Model-Independent Constraints on φ_22005

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 95

      ページ: 101801

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Status of the Belle silicon Vertex Detector2005

    • 著者名/発表者名
      R.Stamen et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Meth. A541

      ページ: 61-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Improved Measurement of CP Violation Parameters sin2φ_1 and |∧|, B meson lifetimes and B0-anti B0 Mixing Parameter Δm_d2005

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D71

      ページ: 072073

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Observation of π^0π^0 decay2005

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 94

      ページ: 181803

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Improved Measurement of Direct CP Violation in B^0→II^+II^- decay and Model-Independent Constraints on φ^22005

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 95

      ページ: 101801

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Status of the Belle Silicon Vertex Detector.2005

    • 著者名/発表者名
      R.Stamen et al.
    • 雑誌名

      Nucl.Instrum.Meth. A541

      ページ: 61-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Improved Measurement of CP Violation Parameters sin2φ_1 and |Λ|, B meson lifetimes and B0-anti B0 Mixing Parameter Δm_d2005

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D71

      ページ: 072073

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Neutral B-flavor Tagging for the Measurement of Mixing-Induced CP Violation at Belle2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kakuno et al.
    • 雑誌名

      Nucl.Instrum.Meth. A541

      ページ: 516-531

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Observation of Large CP Violation and Evidence for Direct CP Violation in B^0→π^+π^- decays2004

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 93

      ページ: 021601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Neutral B-flavor Tagging for the Measurement of Mixing-Induced CP Violation at Belle2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kakuno et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Meth. A533

      ページ: 516-531

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Observation ofII^0II^0 decay2004

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

      ページ: 181803

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Observation of Large CP Violation and Evidence for Direct CP Violation in B^0→II^+II^- decays2004

    • 著者名/発表者名
      K.Abe et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 93

      ページ: 021601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 素粒子物理入門2002

    • 著者名/発表者名
      渡邊靖志
    • 総ページ数
      239
    • 出版者
      培風館
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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