レプトンのフレイバー数またはCP非保存探索のためのファイバー測定器開発研究

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レプトンフレイバー数非保存を探索する実験は、標準理論を超えた新しい理論(特に超対称性理論など)を探すうえで非常に重要であると考えられている。特に、探索に利用できる粒子の総量が非常に多いことにより、ミューオンにおいて盛んに行われている。たとえば、その崩壊分岐比の上限値は、μ→eγ崩壊では4.9×10^<-11>であり、μ+A→e+A転換では6×10^<-13>、μ→eee崩壊では1×10^<-12>である。超対称性大統一理論は、これらの値の一桁または二桁低い値を予言しており、実験で到達可能であるということで関心を集めている。実験感度をあげるためにはさらに多くのミューオンビームを使って高事象計数率で実験することが必要であるが、従来のマルチワイアーチェンバーなどが安定に長時間動作するかどうかという事が問題となる。そこで、本研究では、放射線損傷の少ないプラスチイック・シンチレーチィング・ファイバーを使って新しい測定器を検討する。局所的な計数率を低くしておく必要があるので、測定器が比較的大型化する必要がある。そこで、ファイバーの光減衰長が(光量とともに)重要な検討事項となる。この研究では、幾種類かのプラスチィック・シンチレーチィング・ファイバーに対して、光量とか光減衰長などを測定した。たとえば、Bicron社のBCF-10では、光電子倍増管から200cm離れたところで、約2光電子(photoelectron)/MeVの光量、減衰長は約3mであった。また、クラレ社のSCSF-36では、約5光電子(photoelectron)/MeV、減衰長は約2mであり、SCSF-81では、約4光電子(photoelcctron)/McVの光量、減衰長は約2mであった。このように、一般的に光量が多い場合は、減衰長が短くなる傾向がある。これらの値をもとにして、実験装置の設計をする準備ができた。