Ｋ中間子稀崩壊事象を用いた新物理の探索

現在の物質優勢宇宙の説明には、素粒子物理における標準理論を超えた新たな物理 (新物理) の寄与が必要である。申請者はK中間子の稀崩壊事象を通して新物理の探索を進めている。注目しているK中間子の稀崩壊事象は崩壊分岐比が小さく抑えらており新物理に感度が高い。一方で新物理の寄与の発見には高統計が必要で、また実験の背景事象を低く抑える必要がある。KOTO実験はK中間子稀崩壊探索を通して素粒子標準模型を超える新物理の探索を目的とした実験であり、茨城県東海村に位置する大強度陽子加速器 (J-PARC)で行われている。KOTO実験は2018年6月に物理ランを行なった。1ヶ月に渡る長期のビームタイムでは安定したデータ取得が必須である。安定したデータ取得のため申請者が中心となり検出器の動作確認や較正、読み出し機器の調整を随時行い安定性を担保した。解析面では2016年から2018年にKOTO実験が取得したデータを申請者が主導して解析している。2016年から2018年に取得したデータで目的であるK中間子稀崩壊モードの探索感度を0.82×10-9と求めた。また2015年のKOTO実験の物理結果と合わせることで探索感度が0.50×10-9となり、世界最高感度となることを示した。さらにKOTO実験の主要な背景事象についても見積もりを進めた。主要な背景事象評価に用いているコントロールサンプルの純度をシミュレーションにより評価した。その結果を考慮することで背景事象見積もり数を2倍程度改善させた。以上の解析結果を2019年3月に行われた日本物理学会第74回年次大会にて報告した。

現在の物質優勢宇宙の説明には、素粒子物理における標準理論を超えた新たな物理 (新物理) の寄与が必要である。申請者はK中間子の稀崩壊事象を通して新物理の探索を進めている。注目しているK中間子の稀崩壊事象は崩壊分岐比が小さく抑えらており新物理に感度が高い。一方で新物理の寄与の発見には高統計が必要で、また実験の背景事象を低く抑える必要がある。KOTO実験はK中間子稀崩壊探索を通して素粒子標準模型を超える新物理の探索を目的とした実験であり、茨城県東海村に位置する大強度陽子加速器 (J-PARC)で行われている。KOTO実験は2018年6月に物理ランを行なった。1ヶ月に渡る長期のビームタイムでは安定したデータ取得が必須である。安定したデータ取得のため申請者が中心となり検出器の動作確認や較正、読み出し機器の調整を随時行い安定性を担保した。解析面では2016年から2018年にKOTO実験が取得したデータを申請者が主導して解析している。2016年から2018年に取得したデータで目的であるK中間子稀崩壊モードの探索感度を0.82×10-9と求めた。また2015年のKOTO実験の物理結果と合わせることで探索感度が0.50×10-9となり、世界最高感度となることを示した。さらにKOTO実験の主要な背景事象についても見積もりを進めた。主要な背景事象評価に用いているコントロールサンプルの純度をシミュレーションにより評価した。その結果を考慮することで背景事象見積もり数を2倍程度改善させた。以上の解析結果を2019年3月に行われた日本物理学会第74回年次大会にて報告した。