荷電及び中性K中間子の稀崩壊の精密測定

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14046220
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 杉本 章二郎 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20044753)
• 研究分担者: 野村 正 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10283582) ; 小松原 健 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (30242168) ; 小林 正明 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40013388) ; 笹尾 登 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10115850)
• キーワード: K中間子 / CP非保存 / 小林・益川 / 稀崩壊 / アエロジェル / ガンマ線検出器

研究概要

1,K^+→π^+νν稀崩壊モード分岐比測定
(1)BNL・AGSで昨年収集したデータに対して,引続き今年度も物理解析を進めた。K_<π2>崩壊のπ^1運動量より高い領域での探索を最近終え,3個目のイベントを見つけた。この結果,崩壊比は統計誤差を考えれば標準模型とコンシステントではあるが,中心値は依然として標準模型の予想値の約2倍を保ったままとなり,状況はさらに興味深くなってきた。
(2)K_<π2>崩壊の下の運動量領域での解析は引続き進められている。
2,荷電K中間子稀崩壊実験(BNL/FNAL/J-PARC)の準備研究
(1)静止標的周りのγ線検出器,シリコンストリップ検出器,高速波形記録回路の開発を順調に進めた。
(2)データ読出しの高速・並列化のために,シリアルデータラインを用いた全く新しいシステムの開発を開始した。今年度はスイッチシステムとシリアルデータリンクによるデータ収集システムのプロトタイプを開発した(2004年秋のIEEEに投稿予定)。
(3)飛行崩壊での稀崩壊実験のために,数10メートルの真空パイプ中に設置するサンドイッチ型カロリメータ用溝付プラスチックシンチレータを射出成型によって製作する試みを,FNAL・BNLと共同で進めた。精度の良い第1段階のプロトタイプを作る事に最近成功した。
3,中性K中間子の実験準備(BNLでのKOPIO実験準備)
(1)稀崩壊過程をバックグラウンド事象から弁別するために,ビーム中やビームパイプ周辺の領域で使用可能な光子・荷電粒子検出器を中心に建設準備・開発をすすめた。
(2)実際に使用するサイズの大型光子検出器の設計を行なった。また、エアロジェル用評価装置を開発したので、性能の素早い確認と,品質保持を行うことが可能となった。
(3)荷電粒子検出器の設計の指針となる基礎データを収集した。

研究成果

• [文献書誌] T.K.Komatsubara et al.: "Study of the Rare Decay K+ -> pi+ nu nubar with Stopped Kaon Beam at J-PARC"Letters of Intent for Nuclear and Particle Physics Experiments. J-PARC 03-6. 33-61 (2003)
• [文献書誌] 小松原 健: "K中間子稀崩壊実験"研究会報告「実験観測にもとづく素粒子統一描像の構築」,京大基研,2002年8月21日-23日,素粒子論研究. 107巻. C3-C6 (2003)
• [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "SIGNIFICANT INCREASE IN FAST SCINTILLATION COMPONENT FROM PbWO_4 BY ANNEALING"7th International Conference on Inorganic scintillators and Industrial Applications (SCINT '03), 8-12 September, 2003, Spain. KEKpreprint 2003-100. 14 (2004)
• [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "RADIATION HARDNESS OF PbWO_4 CHERENKOV RADIATORS HEAVILY DOPED WITH TRIVALENT RARE-EARTH IONS"Nucl.Instrum.Meth.A. KEKpreprint 2003-89(in press). 9 (2003)
• [文献書誌] T.Yoshioka et al.: "UPGRADE OF THE LEVEL-0 TRIGGER SYSTEM FOR BNL-E949"IEEE Transactions on Nuclear Science (2004). KEKpreprint 2003-109(in press). 6 (2004)
• [文献書誌] H.Morii, T.Nomura, N.Sasao, et al.: "Quenching effects in nitrogen gas scintillation"Nucl.Instrum.Math.in Physics Research A. (to be published). (2004)