Search for new physics using charged pion decay

利用带电π介子衰变寻找新物理学

基本信息

批准号：
19K03888
负责人：
伊藤慎太郎
金额：
$ 2.41万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization (2021-2022)Okayama University (2019-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

カナダのTRIUMF研究所にて行われたPIENU実験は、パイオンの崩壊分岐比を精密に測定することで、新物理の検証を行うことを目的とした実験である。本実験では、2012年までビームタイムを行い、その結果、過去にTRIUMFで行われた実験よりも30倍以上の統計が得られた。そして、2015年に一部のデータを用いた解析が完了し、過去の実験よりも2倍高い精度で崩壊分岐比を求めることができた。現在、全データを用いた崩壊分岐比の解析が間も無く完了しようとしている。一方で、PIENU実験にて得られたパイオンデータを用いた精密なエネルギースペクトラム解析は、標準理論を超えた物理を直接探索することができる。本研究課題は、パイオンデータをより精密に解析し、標準理論を超えた新物理による事象をより高い精度で探索することを目標としている。2022年度はこれまでの経験をさらに発展させ、B中間子を用いた新物理の探索まで物理を広げることができた。そして、B中間子の研究に関しては日本物理学会にて研究成果を発表した。なお、これまでの研究結果をもとに、PIENU実験を改良し、大幅な感度の改善を目指した新実験が計画中である。昨年の5月にスイスのPSI研究所にて、新実験を行うことが採択された。今後、新実験を設計していく上で、PIENU実験の経験は非常に重要な情報となる。新実験の計画書に関してはarXivに投稿済みである。

PIENU实验是在加拿大TRIUMF研究所进行的一项实验，旨在通过精确测量π介子的衰变分岔比来验证新物理。在本次实验中，光束时间一直持续到2012年，其结果是，获得的统计数据比TRIUMF过去进行的实验高出30倍以上。 2015年完成了使用部分数据的分析，确定了衰变分岔比，其精度是过去实验的两倍。目前，利用所有数据对衰变分岔比的分析即将完成。另一方面，利用PIENU实验获得的π介子数据进行精确的能谱分析可以直接探索标准模型之外的物理现象。该研究项目的目标是更精确地分析π介子数据，并以更高的精度寻找超越标准模型的新物理引起的现象。 2022年，我能够进一步发展我过去的经验，并将我的物理学扩展到使用B介子探索新物理学。关于B介子的研究，他在日本物理学会发表了他的研究成果。根据之前的研究结果，正在计划一项新的实验，该实验将改进 PIENU 实验，旨在显着提高灵敏度。去年5月，决定在瑞士PSI研究所进行一项新实验。 PIENU实验的经验将成为未来设计新实验时非常重要的信息。新的实验计划已经发布在 arXiv 上。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Search for heavy neutrinos in ${\pi}^+{\rightarrow}{\mu}^+{\nu}_{\mu}$ decay

搜索 ${pi}^ { ightarrow}{mu}^ { u}_{mu}$ 衰变中的重中微子

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shintaro Ito
通讯作者：
Shintaro Ito

PIONEER: Studies of Rare Pion Decays

先锋：稀有介子衰变的研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
PIONEER Collaboration
通讯作者：
PIONEER Collaboration

Upper limits on branching ratios of tau->lgg and tau->lX decays

tau->lgg 和 tau->lX 衰变的支化比上限

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤慎太郎
通讯作者：
伊藤慎太郎

PIENU実験におけるヘビーニュートリノの探索

在 PIENU 实验中寻找重中微子

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤慎太郎
通讯作者：
伊藤慎太郎

Observation of e+e- → ω χ bJ and search for Xb →ωΥ(1S) at √ s near 10.75 GeV

观测 e+e- → ω χ bJ 并在 10.75 GeV 附近 √ s 处搜索 Xb →ωY(1S)

DOI：
10.1103/physrevlett.130.091902
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
I. Adachi; …; K. Hayasaka; …; T. Higuchi; …; T. Iijima; …; K. Miyabayashi;…; Y. Ushiroda et al. (Belle II Collaboration)
通讯作者：
Y. Ushiroda et al. (Belle II Collaboration)