| 研究課題/領域番号 |
16H06343
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山中 卓 大阪大学, 理学研究科, 教授 (20243157)
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| 研究分担者 |
野村 正 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (10283582)
田島 靖久 山形大学, 学士課程基盤教育機構, 教授 (50311577)
松村 徹 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (00545957)
笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
鈴木 史郎 佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (50089851)
中家 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
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| 研究期間 (年度) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| キーワード | 標準理論を越える新しい素粒子物理 / 対称性の破れ / K中間子 / 稀崩壊 / J-PARC / CP対称性 / 半導体光検出器 / 粒子識別 |
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| 研究成果の概要 |
素粒子の標準理論を越える新しい物理による、粒子・反粒子の対称性の破れを探るために、J-PARC大強度陽子加速器を用い、中性のK中間子がπ0中間子とニュートリノ対に壊れる崩壊を探索した。2013, 2015, 2016-2018年に収集したデータの解析を行い、K中間子がこの壊れ方をする比率が3.0E-9より低いことを示し、それまでの世界記録から一桁更新した。
またこの探索の過程で、新たな背景事象のメカニズムを発見した。大幅な測定器の改良、新たな測定器や解析方法の開発によって、それらの新たな背景事象を大幅に抑制した。
これによって、今後のビーム強度を上げたデータ収集を可能にした。
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| 自由記述の分野 |
素粒子物理学実験
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回のデータ収集とデータ解析によって発見した種々の背景事象とそれに対する対策によって、今後50 kWから100 kWにビーム強度が増加しても、これらの背景事象に制限されることなく高感度で探索できるようになった。ここで得られた知見は、J-PARCでの次世代の実験だけではなく、ヨーロッパCERNで計画されている実験の設計にも役立つ。
また、今回行った電磁カロリメータの改良は、結晶の上流面にも光検出機を取り付け、粒子の反応点の深さによってガンマ線と中性子の粒子識別を行うものである。このような電磁カロリメータは世界でも初めてであり、今後幅広く他の素粒子・原子核実験でも利用できる。
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