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2014 年度 実績報告書

Belle実験におけるB中間子のレプトンへの崩壊を用いた荷電ヒッグス粒子探索

研究課題

研究課題/領域番号 13J03096
研究機関名古屋大学

研究代表者

廣瀬 茂輝  名古屋大学, 現象解析研究センター, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードB→D*τνのτ偏極度測定 / MCP-PMTの大量生産
研究実績の概要

本年度は、τのハドロニック崩壊を用いたB→D*τνの崩壊分岐比測定およびτレプトン偏極度測定を目指し、まず高い効率で信号事象を再構成できる荷電B中間子モードに焦点を当てて、崩壊をシミュレーションした疑似データを使って解析手法の確立を目指した。

τのレプトニック崩壊を用いた先行研究との比較において、本解析ではτレプトン偏極度の測定が可能となる一方で、信号の終状態粒子としてハドロンのみを含むために背景事象を排除しにくいという難しさがある。本年度の研究では、信号事象の特徴を表す変数に対する選別条件を丁寧に最適化した結果、τのハドロニック崩壊を使った場合でも統計的に有意なB→D*τν信号事象を得られることを示した。さらなる信号再構成効率の向上手法として、当初は信号選別にニューラルネットワークを用いた多変量解析を想定していたが、新物理のB→D*τν崩壊への寄与が存在した場合、力学的な分布の変更を受けることによる多変量解析への見積もりが難しいという問題があった。本研究では、最適化した信号選別条件を使うことで、新物理の影響を抑制しつつ十分な信号事象を得られることがわかった。これらの成果を、12月に行われたBelle実験グループ物理解析ミーティングにて報告した。さらに背景事象の抑制や、具体的な信号事象抽出手法の確立を行い、荷電B中間子モードにおいて期待される崩壊分岐比およびτレプトン偏極度の統計精度を見積もり、2015年6月に行われた研究会で報告した。

また、Belle II実験用粒子識別装置TOPカウンターに使うための全500本以上のMCP-PMTの量産を、本年度でほぼ完了した。これは高エネルギー実験のために大量のMCP-PMTを量産した世界初の事例であり、MCP-PMT全数の基本性能測定から得られた知見およびこれらのMCP-PMTをTOPカウンター試作機に取り付けて行ったビームテストの結果を、国際会議TIPP 2014にて報告した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

B→D*τν信号に対する背景事象の抑制が難しく、信号選別条件の最適化に時間がかかった。従って、2016年3月末に完成する予定だった信号抽出手法の確立が遅れたが、6月のBelle実験グループミーティングおよびその前後の研究会にて発表に至った。

今後の研究の推進方策

本研究では、B中間子のハドロニック崩壊からの背景事象に由来する系統誤差の見積もりが重要となる。2016年度には系統誤差の見積もりを完成させ、実データを使った測定に移行する。最終的に、B→D*τν崩壊の崩壊分岐比とτレプトン偏極度を実データから抽出する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学/シンシナティ大学/パシフィック・ノースウェスト国立研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハワイ大学/シンシナティ大学/パシフィック・ノースウェスト国立研究所
    • 他の機関数
      11
  • [国際共同研究] 漢陽大学校/延世大学校/ソウル大学校(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      漢陽大学校/延世大学校/ソウル大学校
    • 他の機関数
      7
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学/マックスプランク研究所/ドイツ電子シンクロトロン研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      カールスルーエ工科大学/マックスプランク研究所/ドイツ電子シンクロトロン研究所
    • 他の機関数
      5
  • [国際共同研究] HEPHY研究所(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      HEPHY研究所
  • [国際共同研究] メルボルン大学/シドニー大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      メルボルン大学/シドニー大学
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      13
  • [雑誌論文] Performance of the MCP-PMT for the Belle II TOP counter in a magnetic field2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, For the Belle II PID Group
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      巻: 766 ページ: 163-166

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.05.012

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of the MCP-PMT for the Belle II TOP Counter2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Hirose, Kodai Matsuoka, Takuya Yonekura, Toru Iijima, Daiki Furumura, Tomokatsu Hayakawa, Yuji Kato, Ryo Mizuno, Yutaro Sato and Kazuhito Suzuki
    • 学会等名
      7th International Conference on New Developments in Photodetection
    • 発表場所
      International Vinci Congress Center (Tours, France)
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 国際学会

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公開日: 2016-12-27   更新日: 2022-02-02  

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