Search for new physics using charged pion decay

利用带电π介子衰变寻找新物理学

• 批准号: 19K03888
• 负责人: 伊藤 慎太郎
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization (2021-2022)Okayama University (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03888/
• 关键词: パイ中間子; ミューオン; 暗黒物質; 荷電パイ中間子; 精密測定; 稀崩壊事象; ニュートリノ; タウ粒子; B中間子

カナダのTRIUMF研究所にて行われたPIENU実験は、パイオンの崩壊分岐比を精密に測定することで、新物理の検証を行うことを目的とした実験である。本実験では、2012年までビームタイムを行い、その結果、過去にTRIUMFで行われた実験よりも30倍以上の統計が得られた。そして、2015年に一部のデータを用いた解析が完了し、過去の実験よりも2倍高い精度で崩壊分岐比を求めることができた。現在、全データを用いた崩壊分岐比の解析が間も無く完了しようとしている。一方で、PIENU実験にて得られたパイオンデータを用いた精密なエネルギースペクトラム解析は、標準理論を超えた物理を直接探索することができる。本研究課題は、パイオンデータをより精密に解析し、標準理論を超えた新物理による事象をより高い精度で探索することを目標としている。2022年度はこれまでの経験を さらに発展させ、B中間子を用いた新物理の探索まで物理を広げることができた。そして、B中間子の研究に関しては日本物理学会にて研究成果を発表した。なお、これまでの研究結果をもとに、PIENU実験を改良し、大幅な感度の改善を目指した新実験が計画中である。昨年の5月にスイスのPSI研究所にて、新実験を行うことが採択された。今後、新実験を設計していく上で、PIENU実験の経験は非常に重要な情報となる。新実験の計画書に関してはarXivに投稿済みである。

Line カ ナ ダ の TRIUMF institute に て わ れ た PIENU be 験 は, パ イ オ ン の collapse 壊 gaps than を precise determination of に す る こ と で, new physical の 検 line card を う こ と を purpose と し た be 験 で あ る. This be 験 で は, 2012 ま で ビ ー ム タ イ ム を い, そ の results, the past に TRIUMF で line わ れ た be 験 よ り も more than 30 times の statistical が have ら れ た. に そ し て, 2015 a の デ ー タ を with い た analytical finished が し, past の be 験 よ り も 2 times high precision い で collapse 壊 gaps than を o め る こ と が で き た. Now, the whole デ ー タ を with い た collapse 壊 gaps than の parsing が も no finished く し よ う と し て い る. Party で, PIENU be 験 に て must ら れ た パ イ オ ン デ ー タ を with い た precision な エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ラ ム parsing は, standard theory を え た physical を directly explore す る こ と が で き る. This research topic は, パ イ オ ン デ ー タ を よ り precision analytical し に, standard theory を え た new physical に よ る things like を よ り high precision い で explore す る こ と を target と し て い る. 2022 annual は こ れ ま で の 経 験 を さ ら に 発 exhibition さ せ, B middle child を い た new physical の explore ま で physical を hiroo げ る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0 て て, research on the B intermediate に is related to にて, research results of the Japanese physical society にて, を, development た. な お, こ れ ま で の results を も と に, PIENU be 験 を improved し, の な sensitivity significantly improve を refers し た new be 験 が project で あ る. In <s:1> May of last year, にス and ス were visited by the PSI institute にて and the new laboratory を office う とが とが. In the future, new laboratory を designs て て く く で, and PIENU laboratory <s:1> experience て will be very に important な information となる. New experimental project proposal に related to て て arXivに submission to みである.

项目成果

Search for heavy neutrinos in ${\pi}^+{\rightarrow}{\mu}^+{\nu}_{\mu}$ decay

搜索 ${pi}^ { ightarrow}{mu}^ { u}_{mu}$ 衰变中的重中微子

• 发表时间: 2019
• 作者: Lyu Yan;Tong Hui;Sugiura Takuya;Aoki Sinya;Doi Takumi;Hatsuda Tetsuo;Meng Jie;Miyamoto Takaya;古田久敬;伊藤 悦子;Shintaro Ito
• 通讯作者: Shintaro Ito

Search for three body pion decays ${\pi}^+{\to}l^+{\nu}X$ in the PIENU experiment

在 PIENU 实验中搜索三个体π介子衰变 ${pi}^ { o}l^ { u}X$

• 发表时间: 2021
• 作者: 伊藤悦子;永井佑紀;Shintaro Ito;H. Yamaguchi;Tomohiro Harada;Etsuko Itou;Shintaro Ito
• 通讯作者: Shintaro Ito

Testing Lepton Flavor Universality and CKM Unitarity with Rare Pion Decays in the PIONEER experiment

• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Computer Physics Communications
• 影响因子: 6.3
• 作者: P. C. W. Altmannshofer;H. Binney;E. Blucher;D. Bryman;L. Caminada;S. Chen;V. Cirigliano;S. Corrodi;A. Crivellin;S. Cuen-Rochin;A. Canto;L. Doria;A. Gaponenko;A. García;L. Gibbons;C. Glaser;M. E. Godoy;D. Goldi;S. Gori;T. Gorringe;D. Hertzog;Z. Hodge;M. Hoferichter;S. Ito;T. Iwamoto;P. Kammel;B. Kiburg;K. Labe;J. LaBounty;U. Langenegger;C. Malbrunot;S. Mazza;S. Mihara;R. Mischke;T. Mori;J. Mott;T. Numao;W. Ootani;J. Ott;K. Pachal;C. Polly;D. Povcani'c;X. Qian;D. Ries;R. Roehnelt;B. Schumm;P. Schwendimann;A. Seiden;A. Sher;R. Shrock;A. Soter;T. Sullivan;M. Tarka;V. Tischenko;A. Tricoli;B. Velghe;V. Wong;E. Worcester;M. Worcester;C. Zhang

Belle-II 実験における heavy QCD axion を伴ったB->Ka崩壊の探索

在 Belle-II 实验中用重 QCD 轴子寻找 B->Ka 衰变

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Doi;Y. Lyu;H. Tong;T. Sugiura;S. Aoki;T. Hatsuda;J. Meng and T. Miyamoto;Etsuko Itou;Etsuko Itou;Etsuko Itou;Etsuko Itou;Etsuko Itou;伊藤慎太郎
• 通讯作者: 伊藤慎太郎

荷電パイ中間子を用いたダークセクター探索

使用带电介子探索暗区

• 发表时间: 2021
• 作者: S.Sato;H.Sako;S.Kyan;K,Aoki;W.C.Chang;M.L.Chu;T,Chujo;S.Esumi;M.Inaba;Y.Miake;Y.Morino;M.Naruki;T.Nonaka;K.Ozawa;T.Sakaguchi;T.N.Takahashi;S.Yokkaichi;伊藤慎太郎
• 通讯作者: 伊藤慎太郎