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2020 年度 実績報告書

高分解能大型液体キセノン測定器によるレプトン普遍性の破れの精密検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H00154
研究機関東京大学

研究代表者

森 俊則  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (90220011)

研究分担者 岩本 敏幸  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (20376700)
内山 雄祐  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特任助教 (90580241)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードレプトン普遍性 / 液体キセノン測定器 / パイ中間子崩壊 / PSI / MEG II 実験
研究実績の概要

シミュレーションを使って液体キセノンプロトタイプ測定器の検討を進めた。一方で、MEG II 実験で使用している液体キセノン測定器は、70MeVの陽電子事象に対しては深さが足りないが、系統誤差の評価には極めて有用なデータが得られるため、プロトタイプの完成を待たず、この測定器で得られた実際のデータを活用し先取りして測定器の開発研究を実施した。世界的なコロナ感染の拡がりにより予定より大幅に遅れたが、スイスPSI研究所において新型半導体光センサーMPPCの試験を実施し、その性能について分析を行った。並行して、ターゲット領域のパイ中間子、ミュー粒子、電子の粒子識別、飛跡検出器について、海外の共同研究者と協力して検討をさらに進めることができた。また、多チャンネルの波形取得が可能なMEG II 実験電子回路をベースにして、測定器データの読み出し速度を現状の10Hz程度から大きく上げるための検討を行った。特に、データサイズに起因するボトルネックを解消するために、オンラインでの波形データの削減、波形取得速度の最適化、さらにトリガー条件の洗い出しなどを行い、高計数率に対応する準備を開始した。これらの研究で得られた中間結果については、学会・国際研究会などで発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

コロナ感染状況により一部の研究を繰り越して実施することになったが、海外の共同研究グループと分担・協力して効率よく研究を進めることができた。そのため、研究目標であるレプトン普遍性を検証する新実験について、当初の予定より早いペースで実現に向けた検討が大きく進展した。

今後の研究の推進方策

コロナ感染状況による遅れを考慮しても、当初想定していた予定より早いペースで研究が進んでおり、感染状況の改善を見込んで、本研究の最終目標である次世代新実験の提案に向けてさらに研究を加速していきたい。そのために国際的な研究協力をより深めていく。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] INFN and University of Pisa/INFN and University Roma Sapienza/INFN and University of Pavia(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN and University of Pisa/INFN and University Roma Sapienza/INFN and University of Pavia
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute/ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institute/ETH Zurich
  • [国際共同研究] University of California, Irvine/University of Washington(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Irvine/University of Washington
  • [国際共同研究] University of British Columbia/TRIUMF(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of British Columbia/TRIUMF
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research/Budker Institute of Nuclear Physics(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Joint Institute for Nuclear Research/Budker Institute of Nuclear Physics
  • [雑誌論文] The Search for μ+ → e+γ with 10^-14 Sensitivity: The Upgrade of the MEG Experiment2021

    • 著者名/発表者名
      A. Baldini, T. Iwamoto, T. Mori, Y. Uchiyama et al.
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 13 (9) ページ: 1591

    • DOI

      10.3390/sym13091591

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time particle identification in liquid xenon2021

    • 著者名/発表者名
      D. Nicolo, A. M. Baldini, C. Bemporad, F. Cei, M. Chiappini, M. Francesconi, L. Galli, M. Grassi, T. Iwamoto, F. Morsani, A. Papa, R. Sawada, G. Signorelli
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Nuclear Science

      巻: 68 (11) ページ: 2630 - 2636

    • DOI

      10.1109/TNS.2021.3099296

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノン検出器用 MPPC における PDE 減少の真空紫外光を用いた調査2021

    • 著者名/発表者名
      島田耕平
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器内の MPPC における PDE 減少の放射線源を用いた調査2021

    • 著者名/発表者名
      吉田圭佑
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器の物理ラン開始に向けたコミッショニング状況2021

    • 著者名/発表者名
      家城佳
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] パイ粒子の反応由来の単色ガンマ線を用いた MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器のエネルギー分解能評価2021

    • 著者名/発表者名
      小林暁
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノン検出器の時間分解能評価2021

    • 著者名/発表者名
      恩田理奈
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] MEG II 実験:2020 年のコミッショニングの結果と今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      岩本敏幸
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] The MEG II experiment and a new idea for the precision test on LUV with the LXe detector2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Iwamoto
    • 学会等名
      Developing New Directions in Fundamental Physics (DND)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charged lepton flavor: Experimental overview2020

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Mori
    • 学会等名
      40th International Conference on High Energy Physics (ICHEP) 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BSM search in rare muon decay: the MEG II experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Kei Ieki
    • 学会等名
      40th International Conference on High Energy Physics (ICHEP) 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of MEG II and Mu3e at PSI2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Iwamoto
    • 学会等名
      Conference on Flavour Physics and CP violation (FPCP) 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MEG II 実験にむけた液体キセノンガンマ線検出器の開発2020

    • 著者名/発表者名
      小川真治
    • 学会等名
      Flavor Physics workshop 2020 (FPWS2020)
  • [学会発表] MEG II 実験:実験開始に向けた2020年の準備状況と予定2020

    • 著者名/発表者名
      家城佳
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [学会発表] 実測のガンマ線検出器性能に基づいた MEG II 実験物理探索感度2020

    • 著者名/発表者名
      小川真治
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器の位置分解能およびその位置依存性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      小林暁
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [学会発表] MEG II 実験液体キセノン検出器用 MPPC における PDE 減少の真空紫外光を用いた調査2020

    • 著者名/発表者名
      島田耕平
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [備考] MEG実験

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/research/meg.html

  • [備考] MEG Home Page

    • URL

      https://meg.web.psi.ch

  • [備考] MEG II 実験

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/meg/

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公開日: 2022-12-28  

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