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 be 験 で は, material ば か り の universe の な ぞ に forced る べ く, neutral K middle child の CP を る collapse 壊 を explore し て い る. こ の main な background things like に, charged K middle の collapse 壊 が あ る こ と が わ か っ た の で, こ の に cuts take り group ん で い る. Charged K middle child を 検 out し て things like を exclude す る た め に は, neutral ビ ー ム に charged particle 検 extractor を set す る necessary が あ る. Neutral particles が scattered さ れ る と don't like が の background raised え る の で, low quality な が ら, Gao Gan の charged particles 検 extractor が necessary で あ る. こ の た め, thick 0.2 mm さ の プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ を with い た low content quality charged particles 検 extractor を test case し た. 2021 annual は, こ の quality of low content of charged particles 検 extractor based と の な る, thick 0.2 mm さ の プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ, シ ン チ レ ー シ ョ ン の set light institutions, photoelectron raised times tube の を line い basic research, more than 99.9% の を 検 out working rate have ら れ る mesh 処 が た っ た. Since 2022, に actual machine を has been developed する basic machine となった. さ ら に, magnet に よ り charged K middle child を ビ ー ム の へ eliminated す る plan で, こ れ に な 1 t necessary に forced の る magnetic field permanent magnet を design し prepare し た. ま た, 2022 annual に accelerator raised strong を え, よ り high い ビ ー ム strength に よ る be 験 を line う designated で あ り, そ れ に close わ せ て KOTO be 験 の デ ー タ 収 set シ ス テ ム を update す る. よ り high-speed に デ ー タ を by け と り, 処 す る こ と が で き る purpose computer を し, GPU を い た high-speed デ ー タ 処 の study を line っ た. に ま た 2021 し た デ ー タ の parsing を into め, charged K middle background things like を contain む background things like の review 価 を into め た. さ ら に, charged among PI が KOTO 検 extractor と interaction す る interstate に, temper in が 発 し, こ の in temper に よ り 検 extractor の ヒ ッ ト レ ー ト が rise し て い る possibility が あ る と わ か っ た. Said こ の 仮 を 検 し, 応 for seaborne を beg し 検, よ り high い sharper rate で デ ー タ を obtain で き る possibility が あ る.

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