長寿命中性Ｋ中間子稀崩壊事象の観測による標準模型を超えた新物理の探索

通过观察长寿命中性 kaon 稀有衰变事件，探索超出标准模型的新物理

• 批准号: 17J07824
• 负责人: 上路 市訓
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07824/
• 关键词: 素粒子物理学; KOTO実験; K中間子; 波形解析; 素粒子物理学実験; 中性K中間子稀崩壊事象

長寿命中性K中間子稀崩壊事象（KL→π0νν(bar)）の探索を行うKOTO実験では、非常に稀な当該事象（崩壊確率：３×１０^ー１１）を検出するために、高統計量を得るための大強度ビームとK中間子崩壊由来の背景事象を抑制するための高感度検出器群を用いる。しかしながら、大強度ビームが原因で検出器のカウンティングレートが高いため、偶発的に信号事象を抑制してしまう確率も高く、２０１５年度に取得したデータにおいては７６％の信号事象を排除してしまっていた。本年度の研究においては、このような偶発的な信号事象の抑制が特に発生しやすい２つの検出器について、検出器の時間特性をシミュレーションによって理解し背景事象に対する応答を最適化することで、１５％の信号事象の回復が可能であることを示した。また、昨年度に開発した「信号波形の重複による検出時間計算の不定性」を減らす新しい解析手法をKL→π0νν(bar)探索の解析に導入するためのプログラムを開発し、これを2015年度に取得したデータの１０％に適用して正しく動作することを確認した。また、波形重複による時間計算の不定性に起因して発生する背景事象が、新手法の導入によって抑制されることをシミュレーションによって新たに示した。今後はこの解析手法をすべてのデータに対して適用することでさらなる信号事象KL→π0νν(bar)の回復が見込まれ、探索実験感度を向上できると考えている。

Long-lives neutral K intermediates rarely collapse 壊 phenomena (KL→π0νν(bar)) 壊 exploration を conduct うKOTO experiments で 壊, very に rarely な when this phenomenon (collapse 壊 accuracy: 3 x 10 ^ ー 11) を 検 out す る た め に, high statistic を る た め の intensive ビ ー ム と K middle child collapse 壊 origin の background things like を inhibit す る た め の Gao Gan degrees 検 を extractor group with い る. し か し な が ら, big intensity ビ ー ム が reason で 検 extractor の カ ウ ン テ ィ ン グ レ ー ト が high い た め, accidentally 発 に signals things like を inhibit し て し ま う probabilistic も く, 2015 annual に し た デ ー タ に お い て は 76% の signals things like を exclude し て し ま っ て い た. This annual の study に お い て は, こ の よ う な accidentally 発 な signals things like の inhibit が, に 発 raw し や す い 2 つ の 検 extractor に つ い て, 検 extractor の time features を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て understand し background things like に す seaborne る 応 optimal answer を す る こ と で, 15% の signals things like の reply が may で あ る こ と を shown し た. ま た, yesterday's annual に 発 し た "signal waveform の repeat に よ る 検 compute time の ambiguity" を minus ら す new し い parsing technique を KL - PI 0 argument argument (bar) to explore の parsing に import す る た め の プ ロ グ ラ ム を open 発 し, こ れ を 2015 annual に し た デ ー タ の 10% に applicable し て is し く action す る こ と を confirm し た . ま た, waveform repetitive に よ る time calculation の don't cause qualitative に し て 発 raw す る background things like が, new technique の import に よ っ て inhibit さ れ る こ と を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て new た に shown し た. Future は こ の parsing technique を す べ て の デ ー タ に し seaborne て applicable す る こ と で さ ら な る signals things like KL - PI 0 argument argument (bar) の reply が see 込 ま れ, exploration be 験 sensitivity を upward で き る と exam え て い る.

项目成果

J-PARC KOTO実験における信号事象アクセプタンス改善の研究

J-PARC KOTO实验中提高信号事件接受度的研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Hashimoto;S.; Kayahara;E.; Mizuhata;Y.; Tokitoh;N.; Takeuchi;K.; Ozawa;F.; Yamago;S.;上路市訓
• 通讯作者: 上路市訓