Enhancement of functionalities of the neutral beam line for rare Kaon decay search

增强中性光束线的功能，用于稀有 Kaon 衰变搜索

• 批准号: 21H04483
• 负责人: 野村 正
• 金额: $ 22.96万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04483/
• 关键词: 中性K中間子; 稀崩壊; ビームライン; 中性ビームライン

本研究は，中性K中間子の非常に稀な崩壊過程を測定する実験研究(J-PARC KOTO実験)において，中性ビームラインの高機能化を通して背景事象の理解と定量評価を進め，信号発見能力を高めることを目的としている．まず，2021年5月6月期にビームを利用した稀崩壊探索データの蓄積し，夏季よりデータ解析を進めた．一つ目の観点は新たに中性ビーム中に設置した検出器の性能評価である．この検出器は中性ビーム中にわずかに混入する荷電K中間子を検出し，背景事象源となることを防ぐために導入したものである．検出効率の評価により，荷電K中間子に起因する背景事象を1桁以上削減できることを立証した．二つ目の観点は，現行ビームラインの詳細な理解と物理結果に与える影響を検証することである．ビームライン出口付近の低エネルギー中性子や荷電粒子のフラックスを実測検証するとともに，中性K中間子崩壊によって発生する荷電パイオンに起因する熱中性子信号の影響についてシミュレーションによって評価した．一方，ビームライン高機能化においては，第一段階として，ビームライン出口付近のコリメータの改造に向けたコリメータ内蔵型真空ダクトの準備を行なった．KOTO実験では，中性ビーム中に混入する荷電K中間子を排除するために，ビームライン最下流部に新たに磁石を導入して荷電粒子を掃き出す計画をしている．限られたスペース内で実現するため，ビームコリメータ最下流部を永久磁石の間隙に通せるようにしつつビーム整形機能をできる限り保持する必要がある．このために用いられるのがコリメータを内蔵する真空ダクトで，シミュレーションを用いて散乱粒子を最小する最適なコリメータ形状を決定した上で製作した．

This study is aimed at the determination of the very rare breakdown process of neutral K atoms (J-PARC KOTO), the improvement of the high functionality of neutral K atoms, the understanding of background events, and the quantitative evaluation of signal detection capabilities. May 2021 June 2021 May 2021 May 2021 June 2021 May 2021 May 2021 June 2021 May 2021 May 2021 June 2021 May 2021 May 2021 June 2021 A new set of settings for the detector's performance evaluation. The detector is neutral and the charged medium is mixed. The background of the event is more than 1 square meter, and the reduction is more than 1 square meter. The second point is to understand the physical results of the current project in detail and to verify the impact of the project. The detection and evaluation of charged particles in neutral K particles near the exit of the neutral K particles are discussed. On the one hand, the first stage of the high-functionality design is carried out in the first stage of the design. The design is carried out in the first stage of the design. The design is carried out in the second stage of the design. The design is carried out in the first stage of the design. The design is carried out in the second stage of the design. The design is carried out in the third stage of the design. The limit of the shape of the permanent magnet is necessary to maintain the shape of the permanent magnet. The best way to make a difference is to make a difference.

项目成果

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

低エネルギー中性子に着目したKOTO実験の信号損失の評価と抑制手法

低能中子KOTO实验信号损失评估及抑制方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Yoshimura K.;Doi N.;Katagiri C.;Yoneda M.;松村徹
• 通讯作者: 松村徹

J-PARC KLビームラインの実験エリアにおける中性子の計測

J-PARC KL 束线实验区的中子测量

• 发表时间: 2022
• 作者: Ito;K.;H. Yamada;M. Yamaguchi;T. Nakazawa;N. Nagahama;K. Shimizu;T. Ohigashi;T. Shinoda;and K. Tsuboki;H.Sekiya;山崎 忠勝;赤司千恵・中山誠二;廣瀬 敬;Tomoyuki Arakawa;松村徹
• 通讯作者: 松村徹

Korea University/Jeonbuk National University(韓国)

高丽大学/全北国立大学（韩国）

National Taiwan University(その他の国・地域)

国立台湾大学（其他国家/地区）