超対称大統一模型の予言する中性K中間子への陽子崩壊の探索

寻找超对称大统一模型预测的质子衰变为中性卡子

• 批准号: 22KJ2813
• 负责人: 松本 遼
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2813/
• 关键词: 陽子崩壊; スーパーカミオカンデ; 超対称性; 大統一理論

未だ観測されていない陽子崩壊事象の観測は、現在の素粒子物理学における標準模型を超えた模型である大統一理論の直接的な証拠となる。本研究では、現在世界最大の水チェレンコフ検出器であるスーパーカミオカンデ検出器において、陽子がミューオンと中性K中間子に崩壊する事象の探索を行った。この崩壊モードは過去にスーパーカミオカンデにおける観測データを用いて探索されたが、統計的に有意な信号事象は観測されず、寿命の下限値に1.6×10^{33}年の制限が課せられていた。本研究では、事象再構成アルゴリズムを改良し、対象とした陽子崩壊事象における特徴の一つである、異なる発生点から発生する粒子に対する再構成精度の向上を実現した。また、実験データをもとにK中間子の散乱断面積のモデルを改良し、結果として系統不確かさを抑えることに成功した。これらの改良に加え、過去の解析の約２倍の観測データを解析することで、測定感度を大幅に向上して探索を行なった。探索の結果、最終サンプルに統計的に有意な信号事象は観測されなかったが、許容されるミューオンと中性K中間子への陽子崩壊寿命の下限値に対し、3.6×10^{33}年の制限が与えられた。これは過去の探索結果による寿命の制限値を２倍以上更新する世界で最も厳しい制限である。この陽子崩壊探索の結果はスーパーカミオカンデコラボレーションの論文としてPhysical Review D誌より公表した。

The standard model of particle physics is the direct proof of the grand unified theory. This study is aimed at exploring the phenomenon of the collapse of the world's largest water detector. The lower limit of life is 1.6×10^{33} years. In this study, the reconstruction accuracy of event reconstruction was improved, and the reconstruction accuracy of event reconstruction was improved. The result is that the system is not accurate. This is an improvement over the previous analysis, which is about twice as large as the previous analysis, and the measurement sensitivity is greatly improved. The results of the exploration and the final statistical analysis of the intentional signal events were compared with the lower limit of the lifetime of the neutral K intermediate ion, which was 3.6×10^{33} years. The limit of the life span is more than twice as high as that of the previous exploration results. The results of this study were published in the Journal of Physical Review

项目成果

スーパーカミオカンデ検出器におけるミューオンと中性K中間子への陽子崩壊探索

在超级神冈探测器中寻找质子衰变成 μ 子和中性 kaon

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤大河;澤田和弥;對馬帆南;池口徹;R. Matsumoto et al. (Super-Kamiokande Collaboration);松本遼
• 通讯作者: 松本遼

Search for proton decay into muon and neutral Kaon in Super-Kamiokande

在超级神冈探测器中寻找质子衰变成μ介子和中性Kaon

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤大河;澤田和弥;對馬帆南;池口徹;R. Matsumoto et al. (Super-Kamiokande Collaboration);松本遼;Ryo Matsumoto;Ryo Matsumoto
• 通讯作者: Ryo Matsumoto

スーパーカミオカンデ公式ホームページ

超级神冈官方主页

Search for proton decay via p ? µ + K 0 in 0.37 megaton-years exposure of Super-Kamiokande

通过 p 寻找质子衰变？

• DOI: 10.1103/physrevd.106.072003
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Matsumoto R

Latest result of proton decay into μ+ K0 search

质子衰变最新结果进入μ+ K0搜索

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤大河;澤田和弥;對馬帆南;池口徹;R. Matsumoto et al. (Super-Kamiokande Collaboration);松本遼;Ryo Matsumoto
• 通讯作者: Ryo Matsumoto