1 / 32

K 中間子実験グループの研究紹介

K 中間子実験グループの研究紹介. Contents. 森井　秀樹. Introduction ─ なぜ K 中間子？ 京都グループのメンバー紹介 実験紹介 E949 実験 E391a 実験 KOPIO 実験 まとめ. Introduction ─ なぜ K 中間子？. K 中間子で何が分かるのか. Introduction ─ なぜ K 中間子？. K 中間子の物理 ─ 何が面白い？. なぜ K 中間子を研究するのか？ 　→基本的な対称性をテストする良い実験場 基本的な対称性 C （粒子・反粒子変換） P （鏡像変換） T （時間反転）

kadeem-lopez
Download Presentation

K 中間子実験グループの研究紹介

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. K中間子実験グループの研究紹介 Contents 森井　秀樹 • Introduction ─ なぜK中間子？ • 京都グループのメンバー紹介 • 実験紹介 • E949実験 • E391a実験 • KOPIO実験 • まとめ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  2. Introduction ─ なぜK中間子？ K中間子で何が分かるのか KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  3. Introduction ─ なぜK中間子？ K中間子の物理 ─ 何が面白い？ • なぜK中間子を研究するのか？ 　→基本的な対称性をテストする良い実験場 • 基本的な対称性 • C（粒子・反粒子変換） • P（鏡像変換） • T（時間反転） ＋これらの組み合わせ C×P，C×P×T，etc. 世界はこれらの変換に対して対称なのか？ (宇宙は粒子が多く反粒子が少ないが･･･説明可能？) KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  4. Introduction ─ なぜK中間子？ 少し復習･･･標準模型 • 強い相互作用 担い手 対称性 : C, P, CP ○ • 電磁相互作用 担い手 対称性 : C, P, CP ○ • 弱い相互作用 担い手 対称性 : C, P, CP × 弱い相互作用では 対称性が破れている！ (なぜ？ どの程度？) KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  5. Introduction ─ なぜK中間子？ クォークの世代間混合 ─小林益川行列 λ～0.22 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  6. 理論的不定性の小さいモード Br(KL→π0νν)∝η2 Br(K+→π+νν)～|Vtd|2 Br(B→J/ΨKS)∝sin2β Δms/Δmd∝|Vts/Vtd|2 Introduction ─ なぜK中間子？ ユニタリ三角形とK中間子(とB中間子) 高さ=CPの大きさ ⇒小林益川行列の要素を 精密に測定可能！ L KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  7. メンバー紹介 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  8. 京都グループのメンバー紹介 K中間子実験と京都グループの活動 • 京都のK中間子実験グループ • スタッフ：笹尾, 野村 • 荷電K中間子実験 K+→π+νν • E949実験 : 溝内(D3) • 中性K中間子実験 KL→π0νν • E391a実験 : 隅田(D2) • KOPIO実験 : 横山(D1), 森井(D1), 白井(M2), 谷口(M2) KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  9. 実験の紹介(1) • E949実験 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  10. 実験紹介 ─ E949実験 E949実験─荷電K中間子稀崩壊測定 • K+→π+νν測定実験＠BNL • 分岐比 ～ |V*tsVtd|2 : ユニタリ三角形の斜辺 ～ 8×10-11 (標準模型) • E787からのアップグレード • 最近結果を報告！ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  11. 実験紹介 ─ E949実験 E949実験─コンセプト • K+→π+νν : 観測可能な粒子はπ+のみ • 分岐比 : 非常に小 ⇒バックグラウンドとの戦い！ そのために･･･ • π+をしっかりと確認 • 余分の粒子をVeto • 運動学的なカット π+の運動量 μ+ν, π+π0：2体崩壊 →単色領域を除く KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  12. 実験紹介 ─ E949実験 E949実験─検出器 • E787からのアップグレード • 静止K+の崩壊を観測 • Drift Chamberで運動量を測定 • K+の崩壊を待つ(2ns) • Range Stackでrangeとπ+→μ+→e+の崩壊Chainを観測 • 周囲を覆うVetoカウンタ →運動学的カット KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  13. 実験紹介 ─ E949実験 E949実験─検出器 ↑π→μ→eのdecay chain ←Range Stack KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  14. 実験紹介 ─ E949実験 E949実験─測定結果 ⇒エラーの範囲で標準模型の予言と一致 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  15. 実験の紹介(2) E391a実験 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  16. 実験紹介 ─ E391a実験 E391a実験─中性K中間子稀崩壊測定 • KL→π0νν測定実験＠KEK • 分岐比 ∝ Im(V*tsVtd)∝η2 : ユニタリ三角形の高さ ～ 3×10-11 (標準模型) • イベント感度 : 1×10-10 • 現在測定中！ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  17. 実験紹介 ─ E391a実験 E391a実験─検出器 イベント同定 : KL→π0νν→2γ＆ 何も無し • CsIカロリメータでπ0からの2γを観測 • Pb+Sci γ線veto検出器で覆う KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  18. 実験の紹介(3) KOPIO実験 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  19. 実験紹介 ─ KOPIO実験 KOPIO実験─中性K中間子稀崩壊測定 • KL→π0νν測定実験＠BNL • 分岐比 ∝ Im(V*tsVtd)∝η2 : ユニタリ三角形の高さ ～ 3×10-11 (標準模型) • イベント感度 : 8×10-13 • 現在検出器R＆D進行中！ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  20. 崩壊領域を完全に覆うveto π0→2γ崩壊の再構成 光子の位置、 エネルギー、 角度、時間 を測定 KLのTOF “microbunch” beam (25MHz、width 200ps) 運動学的なカット 実験紹介 ─ KOPIO実験 KOPIO実験のConcept • イベントの同定 KL→π0νν 「π0からの2γ」かつ「他は何もなし」 →2γ 稀崩壊事象 & 終状態に検出可能な粒子がπ0のみ ⇒バックグラウンドとの戦い！ 　　　例えば… KL→2π0 →γγγγ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  21. 実験紹介 ─ KOPIO実験 KOPIO Detector KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  22. 実験紹介 ─ KOPIO実験 KOPIO 検出器─日本グループの役割 Beam Catcher 中性ビーム中の γ線veto検出器 日本グループの担当 Eye-Pipe Veto カロリメータ内壁の 荷電粒子veto検出器 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  23. 実験紹介 ─ KOPIO実験 京都グループの活動 2002-2003 • Beam Catcher (森井, 白井) • 第二次プロトタイプによる原理テスト • シミュレーションによる具体的な設計 • エアロジェル品質管理システムの開発 • 透過率測定システム • チェレンコフ発光量測定システム • 荷電粒子Veto (横山, 谷口) • 高量子効率PMTの性能評価 • シンチレータ + 波長変換ファイバーでの光量測定 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  24. 実験紹介 ─ KOPIO実験 Beam Catcher開発─Beam Catcherとは 　ビームホールを覆うγ線veto検出器 ⇒γ線とともに大量の中性子も来る 　→中性子に対して不感である必要有り • 0.8GeVの中性子に対して0.2%以下 だから･･･ チェレンコフ閾値型検出器 を 分散配置 (中性子由来の)低速粒子では鳴らない！ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  25. top view top view 電磁シャワーは前方へ広がる →ビーム方向にコインシデンス 2次粒子は等方的 →ビーム方向にコインシデンス確率低 side view side view 実験紹介 ─ KOPIO実験 Beam Catcher開発─シミュレーション • γ線に対するイベントディスプレイ • 中性子に対するイベントディスプレイ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  26. 実験紹介 ─ KOPIO実験 Beam Catcher開発─エアロジェルの特性評価1 • 光透過率測定 (森井) • 量産に向けた品質管理システム 透過率の波長依存性 5色(赤～紫外) 波長依存性を測定 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  27. 実験紹介 ─ KOPIO実験 Beam Catcher開発─エアロジェルの特性評価2 • エアロジェルチェレンコフ発光量測定 (白井) • テーブルトップβビームで測定 エアロジェルn=1.03 11mmｔ Tag用　0.2mmt　　ごく薄シンチ 20mmtシンチ　　エネルギー測定 Chrenkov光を検出 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  28. 平均の光電子数 Ｓｒβ崩壊のスペクトル Ｍａｇｎｅｔで収束された電子 5inchPMTとエアロジェルとの距離[cm] 実験紹介 ─ KOPIO実験 Beam Catcher開発─エアロジェルの特性評価2 スペクトロメータの性能 エアロジェルの発光量 KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  29. 実験紹介 ─ KOPIO実験 荷電粒子veto─高量子効率PMTの性能評価 荷電粒子veto : シンチレータ＋波長変換ファイバー 量子効率の波長依存性 通常vs高量子効率PMT 光量が不足がち⇒高量子効率PMT QE30% H7422 H7415(R6427) catalog KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  30. 実験紹介 ─ KOPIO実験 KOPIO実験 ─ 今後の展望 • 今年度の目標(Beam Catcher) • エアロジェル発光量評価システムの完成 • ビームテスト？ • Beam Catcher実機大プロトタイプの製作 • ビームテストによる実機大プロトタイプの性能評価 • 今後の展望 • 2004年度 : 検出器R&D • 2005-2007年度 : 検出器量産 (Beam Catcherは2006～) ビームライン建設 • 2009年度頃～ : エンジニアリングラン→物理ラン KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  31. まとめ KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

  32. まとめ まとめ • K中間子の物理＝対称性の研究 • 理論的不定性の小さい“きれいな”モード • K+→π+νν, KL→π0νν • 荷電K中間子の実験 • E949 : 結果を出したばかり • 中性K中間子の実験 • E391a : KEKで現在測定中 • KOPIO : 検出器R&Dを進行中 Beam Catcher , 荷電粒子veto KUHEP2004　K中間子実験グループの研究紹介

More Related