中性K中間子を用いた直接的CP非保存の研究

使用中性 kaons 进行直接 CP 非守恒研究

• 批准号: 10140215
• 负责人: 山中 卓
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 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-10140215/
• 关键词: CP非保存; K中間子; 弱い相互作用; 稀崩壊; ガンマ線検出器

本研究の目的のため、1996年から1997年にかけて米国フェルミ研究所において行ったKTeV実験の解析を行った。まず、崩壊の過程においてC.P(粒子・反粒子変換と、空間反転)の対称性が破れている(直接的なCPの破れ)ことを発見した。実験は、中性K中間子のK_L,K_Sがπ0π0、π+π-に壊れる4種類の崩壊の分岐牝の比を精密に測定した。20%のデータをを解析した結果、直接的なCPの破れの寄与を間接的なCPの破れの寄与で割った値はRe(ε'/ε)=(28.0±3.O(stat)±2.6(syst)±1.0(MCstat))x10^<-4>(preliminary)と、6σ以上で有意に0から離れていた。これにより、CPの破れの説明をしていた超弱理論を否定した。また、時間対称性の破れを発見した。これは、K_L→π+π-e+e-の崩壊において、Kの重心系でπ+π-のなす面とe+e-の面の間の角度分布に非対称性があることからわかった。この現象は、CPの破れから予言されてはいたが、CPTの対称性を仮定せずに初めて観測された、時間対称の破れである。更に、CPの破れを決める標準理論のパラメータを正確に求められることで有望な、K_L→π^0vv^^-崩壊を探索した。これは、π^0→-e+e-γの崩壊を用いることによリバックグラウンドを押さえ、分岐比に対し<5.9x10^<-7>(90%CL,preliminary)の、世界で最小の上限値を得た。また、CPの非保存を見ることのできる、K_L→π^0μμを探索し、その分岐比の上限値をこれまでのl/12まで下げた。その他、将来のK_L→π^0vv^^-の実験のために必要なガンマ線検出器の検出効率を測定する実験をKEK,京大、佐賀大などと共同で行った。これにより、CsIの結晶や、鉛とシンチレータのサンドインチのガンマ線検出器の、光核反応による不感率を50MeVからlGeVの範囲のガンマ線に対して測定した。

出于这项研究的目的，我们分析了1996年至1997年在美国费米研究所进行的KTEV实验。首先，我们发现C.P的对称性（粒子 - 抗逆转器转化和空间反演）在崩溃过程中破坏（直接CP）。实验精确地测量了中性k梅森k_l和k_s损坏到π0π0和π+π-的衰减中四种类型的分支女性的比率。在分析了20％的数据之后，直接CP违规贡献除以间接CP违规的贡献与6σ或更高时的0显着不同，而RE（ε'/ε）=（28.0±3.O（stat）±2.6（syst）±2.6（syst）±1.0（mcStat）±1.0（mcStat））x10^<-4>（预先计算）。这拒绝了解释CP崩溃的超级知识理论。我们还发现了时间对称性。从以下事实可以看出，在K_L→π+π-E+e-的崩溃中，在K的质心系统中，由CP脱离了这种现象，但首先观察到Symmetry in Cpt中，这一现象被预测到了这种现象。此外，我们探索了有希望的K_l→π^0vv ^^ - 衰减，这是通过准确确定确定CP分解的标准理论的参数来实现的。这是通过使用π^0→-e+e-γ的衰减来抑制重新背景并获得全球最低上限<5.9x10^<-7>（90％Cl，初步）的衰减来实现的。此外，我们搜索了K_L→π^0μμ，这使我们能够看到CP的不恢复，并将分支比的上限降低到上一个L/12。此外，我们与Kek，京都大学，萨加大学等进行了一项实验，以测量未来K_L→π^0VV ^^ - 实验所需的γ射线检测器的检测效率。这样做是为了测量由于伽马射线的光核反应在50 MeV到LGEV的范围内，因此CSI晶体和铅和闪烁体的Sand-I-Inch Gamma射线检测器的不敏感性。

项目成果

J.Adams et al.: "Measurement of the Branching Fraction of the Decay K_L→π^+ π^-e^+e^-" Phys.Rev.Lett.80. 4123-4126 (1998)

J.Adams 等人：“衰变 K_L→π^+ π^-e^+e^- 的分支分数的测量”Phys.Rev.Lett.80 (1998)。

J.Adams et al.: "Search for the Decay K_L→π^OVV^^-" Phys.Lett.B. 447. 240-243 (1999)

J.Adams 等人：“搜索衰变 K_L→π^OVV^^-” Phys.Lett.B 447. 240-243 (1999)

J.Adams et al.: "Search for the Light Gluino Via the Spontaneous Appearance of π^+ π^- Pairs with an 800GeV/c Proton Beam at Fermilab" Phys.Rev.Lett.79. 4083-4086 (1997)

J.Adams 等人：“通过费米实验室 π^+ π^- 配对与 800GeV/c 质子束的自发出现来搜索光谷子”Phys.Rev.Lett.79 (1997)。