Enhancement of functionalities of the neutral beam line for rare Kaon decay search

增强中性光束线的功能，用于稀有 Kaon 衰变搜索

基本信息

批准号：
21H04483
负责人：
野村正
金额：
$ 22.96万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04483/
关键词：
中性K中間子稀崩壊ビームライン中性ビームライン

项目摘要

本研究は，中性K中間子の非常に稀な崩壊過程を測定する実験研究(J-PARC KOTO実験)において，中性ビームラインの高機能化を通して背景事象の理解と定量評価を進め，信号発見能力を高めることを目的としている．まず，2021年5月6月期にビームを利用した稀崩壊探索データの蓄積し，夏季よりデータ解析を進めた．一つ目の観点は新たに中性ビーム中に設置した検出器の性能評価である．この検出器は中性ビーム中にわずかに混入する荷電K中間子を検出し，背景事象源となることを防ぐために導入したものである．検出効率の評価により，荷電K中間子に起因する背景事象を1桁以上削減できることを立証した．二つ目の観点は，現行ビームラインの詳細な理解と物理結果に与える影響を検証することである．ビームライン出口付近の低エネルギー中性子や荷電粒子のフラックスを実測検証するとともに，中性K中間子崩壊によって発生する荷電パイオンに起因する熱中性子信号の影響についてシミュレーションによって評価した．一方，ビームライン高機能化においては，第一段階として，ビームライン出口付近のコリメータの改造に向けたコリメータ内蔵型真空ダクトの準備を行なった．KOTO実験では，中性ビーム中に混入する荷電K中間子を排除するために，ビームライン最下流部に新たに磁石を導入して荷電粒子を掃き出す計画をしている．限られたスペース内で実現するため，ビームコリメータ最下流部を永久磁石の間隙に通せるようにしつつビーム整形機能をできる限り保持する必要がある．このために用いられるのがコリメータを内蔵する真空ダクトで，シミュレーションを用いて散乱粒子を最小する最適なコリメータ形状を決定した上で製作した．

这项研究旨在通过在实验研究（J-PARC Koto实验）中提高中性束线的功能来提高信号发现功能，从而测量了中性K介子的极为罕见的衰减过程。首先，在截至2021年5月和6月的财政年度，我们使用横梁积累了罕见的崩溃搜索数据，并在夏季进行了数据分析。第一个点是对中性光束中新安装的检测器的性能评估。引入了该检测器来检测中性光束中略微混合的带电K介子，并防止它们成为背景事件。通过评估检测效率，我们证明，由带电的K介子引起的背景事件可以减少不仅仅是一个数量级。第二种观点是提供对当前梁线的详细理解，并验证其对身体结果的影响。实际上，我们已经检查了梁线出口附近的低能中子和带电颗粒的通量，并评估了由中性k梅森通过模拟产生的带电pions引起的热中子信号的影响。另一方面，为了提高光束线功能，作为第一步，我们用内置的准直仪为真空管准备了真空管，以修改光束线出口附近的准直仪。在Koto实验中，将新磁铁引入了光束线的最低部分，以扫除带电的颗粒，以消除混合到中性束中的带电的K介子。为了在有限的空间内实现这一目标，有必要尽可能地保持光束塑形函数，同时允许梁直径最下游的部分穿过永久磁体之间的间隙。这是带有内置准直仪的真空管，在确定最佳准直仪形状以使用模拟来最大程度地减少散射颗粒后制造。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

University of Chicago(米国)

芝加哥大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

低エネルギー中性子に着目したKOTO実験の信号損失の評価と抑制手法

低能中子KOTO实验信号损失评估及抑制方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshimura K.;Doi N.;Katagiri C.;Yoneda M.;松村徹
通讯作者：
松村徹

J-PARC KLビームラインの実験エリアにおける中性子の計測

J-PARC KL 束线实验区的中子测量

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ito;K.;H. Yamada;M. Yamaguchi;T. Nakazawa;N. Nagahama;K. Shimizu;T. Ohigashi;T. Shinoda;and K. Tsuboki;H.Sekiya;山崎　忠勝;赤司千恵・中山誠二;廣瀬敬;Tomoyuki Arakawa;松村徹
通讯作者：
松村徹

National Taiwan University(その他の国・地域)

国立台湾大学（其他国家/地区）