レプトンのフレイバー数またはCP非保存探索のためのファイバー測定器開発研究

用于轻子风味数或CP非守恒搜索的纤维测量仪器的开发研究

• 批准号: 10140228
• 负责人: 久野 良孝
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10140228/
• 关键词: レプトン; レプトンフレイバー数非保存; ミューオン; ファイバー; 高事象計数率; 光量; 光減衰長

レプトンフレイバー数非保存を探索する実験は、標準理論を超えた新しい理論(特に超対称性理論など)を探すうえで非常に重要であると考えられている。特に、探索に利用できる粒子の総量が非常に多いことにより、ミューオンにおいて盛んに行われている。たとえば、その崩壊分岐比の上限値は、μ→eγ崩壊では4.9×10^<-11>であり、μ+A→e+A転換では6×10^<-13>、μ→eee崩壊では1×10^<-12>である。超対称性大統一理論は、これらの値の一桁または二桁低い値を予言しており、実験で到達可能であるということで関心を集めている。実験感度をあげるためにはさらに多くのミューオンビームを使って高事象計数率で実験することが必要であるが、従来のマルチワイアーチェンバーなどが安定に長時間動作するかどうかという事が問題となる。そこで、本研究では、放射線損傷の少ないプラスチイック・シンチレーチィング・ファイバーを使って新しい測定器を検討する。局所的な計数率を低くしておく必要があるので、測定器が比較的大型化する必要がある。そこで、ファイバーの光減衰長が(光量とともに)重要な検討事項となる。この研究では、幾種類かのプラスチィック・シンチレーチィング・ファイバーに対して、光量とか光減衰長などを測定した。たとえば、Bicron社のBCF-10では、光電子倍増管から200cm離れたところで、約2光電子(photoelectron)/MeVの光量、減衰長は約3mであった。また、クラレ社のSCSF-36では、約5光電子(photoelectron)/MeV、減衰長は約2mであり、SCSF-81では、約4光電子(photoelcctron)/McVの光量、減衰長は約2mであった。このように、一般的に光量が多い場合は、減衰長が短くなる傾向がある。これらの値をもとにして、実験装置の設計をする準備ができた。

寻找轻子风味数不守恒的实验被认为对于寻找标准模型之外的新理论（特别是超对称理论等）非常重要。特别是μ介子正在被积极探索，因为可用于探索的粒子总量极其巨大。例如，对于μ→eγ衰变，衰减分支比的上限为4.9×10^<-11>，对于μ+A→e+A转换，衰减分支比的上限为6×10^<-13>，以及6×10^< -13> 对于μ→eee 衰减它是1×10^<-12>。超对称大统一理论预测的值比这些值低一到两个数量级，并且由于可以通过实验实现而引起人们的兴趣。为了提高实验灵敏度，需要使用更多的μ子束并以更高的事件计数率进行实验，但问题是传统的多线暗室能否长时间稳定运行。因此，在本研究中，我们将考虑一种使用塑料闪烁光纤的新型测量装置，其辐射损伤较小。由于需要保持较低的本地计数率，因此测量装置需要相对较大。因此，光纤的光衰减长度（以及光量）是一个重要的考虑因素。在这项研究中，我们测量了几种塑料闪烁光纤的光强度和光学衰减长度。例如，Bicron的BCF-10在距离光电倍增管200cm处的光强度约为2光电子/MeV，衰减长度约为3m。另外，可乐丽的SCSF-36的光强度约为5光电子/MeV，衰减长度约为2m，SCSF-81的光强度约为4光电子/McV，衰减长度约为2m。 。这样，一般来说，当光量较大时，衰减长度趋于变短。基于这些值，我们现在准备设计实验设备。