Measurement of antiproton production cross section near the threshold

本研究はミューオン・電子転換探索実験COMETにおける反陽子起因背景事象を抑制し、標準理論を超える新物理の発見に資するものである。COMET実験では一次陽子ビームと標的原子核との反応で生成した反陽子が測定領域まで輸送され信号事象と同じエネルギーの電子を放出する反陽子起因背景事象が存在する。この背景 事象はこれまであまり重視されてこなかったが、近年シミュレーションの精度向上により支配的な背景事象となる可能性が指摘されている。現在の見積りの問題点は、COMET実験で用いる8 GeV陽子ビームエネルギーでの反陽子生成断面積の実験データがないために10 GeV以上のデータからの外挿に頼っている点にある。本研究では8 GeV近傍における反陽子の生成微分断面積を直接測定することを目指す。これによりCOMET実験における反陽子起因背景事象の見積り精度を向上させ、 実験感度向上につなげる。この実験における困難は反陽子より10~100万倍多く生成するパイ中間子との弁別である。そのためのトリガーやデータ解析技術の開発を進めている。今年度はトリガー検出器としては当初から考えていたアクリルチェレンコフ検出器に加えて反陽子 の対消滅信号を用いた弁別についても検討をおこなった。また、大強度加速器施設(J-PARC)においてはCOMET実験のためのビームラインが完成し、ビームコミッショニングを実施した。加速した8 GeVの陽子をコミッショニング用の標的に照射し、ミューオン輸送ソレノイドを通過してきたミューオンを確認した。

本研究はミューオン・電子転換探索実験COMETにおける反陽子起因背景事象を抑制し、標準理論を超える新物理の発見に資するものである。COMET実験では一次陽子ビームと標的原子核との反応で生成した反陽子が測定領域まで輸送され信号事象と同じエネルギーの電子を放出する反陽子起因背景事象が存在する。この背景 事象はこれまであまり重視されてこなかったが、近年シミュレーションの精度向上により支配的な背景事象となる可能性が指摘されている。現在の見積りの問題点は、COMET実験で用いる8 GeV陽子ビームエネルギーでの反陽子生成断面積の実験データがないために10 GeV以上のデータからの外挿に頼っている点にある。本研究では8 GeV近傍における反陽子の生成微分断面積を直接測定することを目指す。これによりCOMET実験における反陽子起因背景事象の見積り精度を向上させ、 実験感度向上につなげる。この実験における困難は反陽子より10~100万倍多く生成するパイ中間子との弁別である。そのためのトリガーやデータ解析技術の開発を進めている。今年度はトリガー検出器としては当初から考えていたアクリルチェレンコフ検出器に加えて反陽子 の対消滅信号を用いた弁別についても検討をおこなった。また、大強度加速器施設(J-PARC)においてはCOMET実験のためのビームラインが完成し、ビームコミッショニングを実施した。加速した8 GeVの陽子をコミッショニング用の標的に照射し、ミューオン輸送ソレノイドを通過してきたミューオンを確認した。