| 研究課題/領域番号 |
25400309
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | K中間子稀崩壊 / 大強度中性ビーム / J-PARC |
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| 研究概要 |
本研究は大強度陽子加速器施設J-PARCで行われる中性K中間子の稀崩壊探索実験において、大強度中性ビームの品質診断を行い、その情報に基づいて背景事象の定量的評価と実験感度に与える影響を研究するものである。対象となる崩壊過程はCP対称性を破ることが知られており、未だ観測されていない。現在の素粒子標準理論では100億回に数度の確率で起こるとされており、このような稀な過程を捉えるためには背景事象の理解が必須である。この研究ではその中でも中性ビームそのものの品質に起因する機構について研究し、実験感度の向上に導くものである。
研究内容は、中性ビームの強度や位置分布の多角的計測方法の確立、ビーム品質の向上、背景事象への影響の評価、の三つの柱からなる。平成25年度は、計測装置開発前の4月、5月にビーム運転が行われた後、運転停止となったため、当初計画を変更し、収集したデータに基づく背景事象への影響の評価を集中的に進めた。
探索実験で使う検出器の多くは中性ビームの外に設置されているが、中性K中間子の主崩壊過程を再構成することで、間接的ながら中性ビームの位置分布情報を得ることができる。また、中性ビーム中にダミー標的を挿入したデータも取得しており、その解析によって中性子反応の研究も可能であった。これらの実データを利用し、ビーム位置のずれの評価や、中性子反応シミュレーションとの比較などを遂行した。さらにこの結果をもとに、現段階の実験感度におけるビーム品質由来の背景事象の寄与を評価を進めた。並行して、平成26年度のデータ収集に向け、ビーム品質の問題点と改善の可能性を検討している。
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| 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
平成25年度のビーム利用について、J-PARCハドロン実験施設で起こったトラブルにより、当初計画と異なり、5月以降の利用運転は中止された。このトラブルにともない、施設に関わる仕事の割合を増加させることを余儀なくされ、本研究のエフォートを下げざるを得なかった。また、運転停止となったことにより、開発計画には大幅な変更が生じた。研究要素の順を変えることで影響を小さくするよう努めたものの、開発後に再度確認すべきこともあると見込まれ、二度手間になる可能性を考えると、全体としてやや遅れているという評価となることは避けられていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度にはビーム利用が再開される予定となっており、また、開発に協力できる大学院生の増員が見込まれる。これらを考え合わせ、平成25年度に予定していた計画（測定装置開発およびビームを利用した評価）を平成26年度計画と並行して進めることによって当初計画どおりの内容を推進する。但し、平成26年度に収集できるデータ量は当初計画より少量であることが予想され、運転は次年度まで引き続き行われる予定であることから、新たなデータ解析による研究の一部は27年度に継続される。一方で、評価方法についてはすでに25年度に確立したものもあり、短期間で成果に結びつけることが可能と考えられる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度のビーム利用について、J-PARCハドロン実験施設で起こったトラブルにより、当初計画と異なり、5月までをもって利用運転は中止された。これにともない、施設に関わる仕事の割合を増加させることを余儀なくされ、本研究のエフォートを下げざるを得なかった。また、運転停止となったことにより、開発計画には大幅な変更が生じた。これらの結果、研究手順として、開発を後年度に回し、5月までの運転で取得したデータを用いて評価手法の確立を先行する方針をとったため、当該年度の使用額が当初計画より大幅に下回ることになった。
開発に協力できる大学院生の増員が見込まれるため、平成25年度計画となっていたビームプロファイル測定装置の開発製作と、平成26年度に行う予定であったその他のビームモニターの開発を並行して進める。データ解析による評価方法の確立を平成25年度に前倒ししたことにより、検出器設計段階での早期化も見込んでいる。これによって、当該の次年度使用額は当初からの開発項目として平成26年度に使用する計画である。
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