Search for new physics in particle physics with world-highest sensitivity of neutral kaon experiment

以世界最高灵敏度的中性Kaon实验寻找粒子物理新物理

• 批准号: 21H04995
• 负责人: 南條 創
• 金额: $ 118.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04995/
• 关键词: 物質宇宙の起源; CPの破れ; フレーバ物理; 稀崩壊; 物質優勢宇宙の謎; CP対称性の破れ; 中性K中間子の稀崩壊

KOTO実験では、物質ばかりの宇宙のなぞに迫るべく、中性K中間子のCPを破る崩壊を探索している。この主要な背景事象に、荷電K中間子の崩壊があることがわかったので、この削減に取り組んでいる。荷電K中間子を検出して事象を排除するためには、中性ビーム中に荷電粒子検出器を設置する必要がある。中性粒子が散乱されると別の背景事象が増えるので、低物質量ながら、高感度の荷電粒子検出器が必要である。このため、厚さ0.2mmのプラスチックシンチレータを用いた超低物質量荷電粒子検出器を考案した。2021年度は、この低物質量荷電粒子検出器の基礎となる、厚さ0.2mmのプラスチックシンチレータ、シンチレーション光の集光機構、光電子増倍管の基礎研究を行い、99.9%以上の検出効率を得られる目処がたった。2022年度以降に実機を開発する基礎となった。さらに、磁石により荷電K中間子をビームの外へ排除する計画で、これに必要な1Tに迫る磁場の永久磁石を設計し準備した。また、2022年度に加速器増強を終え、より高いビーム強度による実験を行う予定であり、それに合わせてKOTO実験のデータ収集システムを更新する。より高速にデータを受けとり、処理することができる計算機を用意し、GPUを用いた高速データ処理の研究を行った。また2021年に取得したデータの解析を進め、荷電K中間子背景事象を含む背景事象の評価を進めた。さらに、荷電π中間子がKOTO検出器と相互作用する際に、中性子が発生し、この中性子により検出器のヒットレートが上昇している可能性があるとわかった。この仮説を検証し、対応作を検討し、より高い効率でデータを取得できる可能性がある。

KOTO is a matter of matter and the universe is a matter of matter and the universe is a matter of matter. The main background image, charge K intermediate son no collapse Charged particle detectors are required to be set up in neutral and charged particle detectors. Neutral particles are scattered, background events are increased, low mass is increased, and charged particle detectors with high sensitivity are increased. A 0.2mm thick ultra-low mass charged particle detector is used. In 2021, the basic research of the low mass charged particle detector with a thickness of 0.2 mm and a detection efficiency of more than 99.9% was carried out. In 2022, the foundation for the development of the company was established. The design of permanent magnets with a magnetic field of 1T is prepared. In 2022, the accelerator strength will be increased, the intensity of the accelerator will be increased, and the schedule of the accelerator will be updated. High speed data processing In 2021, the analysis of charged K particles was carried out, and the evaluation of background events was carried out. The probability that the charged π-atom will be generated during the interaction with the KOTO detector and that the electron will be generated during the interaction with the KOTO detector will be increased. The probability of obtaining the information is very high.

项目成果

Search for rare kaon decays at the J-PARC KOTO experiment

在 J-PARC KOTO 实验中寻找罕见的 kaon 衰变

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田広幸;伊藤耕介;平野創一朗;坪木和久;篠田太郎;加藤雅也;金田幸恵;大東忠保;辻野智紀;嶋田宇大;中澤哲夫;長浜則夫;清水健作;堀之内武;高橋暢宏;清水慎吾;南出将志;Tomoyuki Arakawa;Koji Shiomi
• 通讯作者: Koji Shiomi

J-PARC E14 KOTO Experiment

J-PARC E14 KOTO 实验

GPU computing and online event processing at the High Level Trigger of the KOTO experiment

KOTO 实验高级触发器的 GPU 计算和在线事件处理

• 发表时间: 2023
• 作者: YAMADA Hiroyuki;ITO Kosuke;TSUBOKI Kazuhisa;SHINODA Taro;OHIGASHI Tadayasu;YAMAGUCHI Munehiko;NAKAZAWA Tetsuo;NAGAHAMA Norio;SHIMIZU Kensaku;A. Oya;Gonzalez Mario
• 通讯作者: Gonzalez Mario

J-PARC KOTO実験 2019，2020，2021年物理ランの解析状況

J-PARC KOTO 实验 2019、2020、2021 物理运行分析状态

• 发表时间: 2022
• 作者: 塩見公志

J-PARC KOTO実験 2021年ランでのデータ取得と信号アクセプタンスの研究

J-PARC KOTO 实验 2021 运行数据采集和信号接受研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 白石諒太