φーFactoryにおけるCP,CPT不変性の破れの研究

φ-Factory中违反CP和CPT不变性的研究

• 批准号: 02804012
• 负责人: 大島 隆義
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: National Laboratory for High Energy Physics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02804012/
• 关键词: K中間子; CP不変性; ルミノシティ-; Re(ε´; ε); 小林ー益川モデル; Superweakモデル; 輻射崩壊; 飛跡検出器

中性及び荷電K中間子の崩壊におけるCP,CPT不変性の破れの研究においてφファクトリ-がいかに有効であるか、その特徴と到達可能な物理について検討した。まずφ中間子のK中間子への崩壊は2体崩壊であり、キネマティックスが単純である上、C変換の固有値が保存されるため必ずK^+K^ーか、K_LとK_Sの対としてのみ崩壊する。従って特に後者においてはK_LとK_Sの大きな寿命の違いを利用すれば一方の検出により他方が完全にタグできるという大きな利点を持つ。加速器に必要とされるルミノシティ-10^<33>cm^<ー2>sec^<ー1>を前提とすると年間で10^<10>個以上のKK^^ー対が非常にクリ-ンな環境で発生する、その結果、(1)Re(ε'/ε)を10^<ー4>の精度で測定でき、小林一益川モデルとSuperweakモデルを明確に区別し得るデ-タが提供できること、(2)K^±の3π崩壊でK^+→π^+π^+π^ーとK^ー→π^ーπ^+π^ーの崩壊率の比をK^+→π^+π^0π^0とK^ー→π^ーπ^0π^0の崩壊率の比で割ったDouble Ratioの測定を行なうことができるので系統誤差が完全にキャンセルし10^<ー5>の精度でのCPの破れのチェックができること、(3)K^0→πlν崩壊の検出によりK^0→K^0^^ーとK^O^^ー→K^0の遷移確率の違いを測定しTの破れを初めて観測できること、(4)CPを破るK_s→3π崩壊を検出できること、(5)K_s→π^±l^<【.ー+.】>ν崩壊における荷電非対称度の測定によりCPの破れを検出できること、等の物理が可能となる。またηやπ^0がφ中間子の輻射崩壊で生成し、これらはγ線の検出で容易にタグできるので、ηやπ^0の崩壊におけるC,P,CPの破れについても広汎かつ精密なチェックが可能である。我々は以上の物理を行なうための測定器についても概念設計を行なった。ポイントはCPを破るK_L→2π崩壊が正解に検出できることであるが、バックグラウンドであるK_Lの3π^0やπlν崩壊事象を10^<ー6>まで抑えることが要求される。研究の結果、円筒型飛跡検出器と多数の鉛、シンチレ-タ及びガス層から成る光子検出器によってこれが可能であることがわかり、更に詳細な検討を進めている。

我们研究了 φ 工厂在研究中性和带电 kaon 衰变中违反 CP 和 CPT 不变性的有效性、其特性以及可以达到的物理性质。首先，一个φ介子衰变为K个介子是二体衰变，而且运动学简单，C变换的特征值被保留，所以总是K^+K^-或者一对K_L 和 K_S 的崩溃。因此，特别是在后一种情况下，通过利用K_L和K_S之间生命周期的巨大差异，有一个很大的优势，即检测一个可以完全标记另一个。假设加速器所需的光度为-10^<33>cm^<-2>sec^<-1>，一年内将以非常干净的方式产生超过10^<10>KK^^-对结果，可以以10^<-4>的精度测量(1)Re(ε'/ε)，并且Kazumasukawa Kobayashi模型。 (2) K^± 的 3π 衰减中，K^+→π^+π^+π^− 和 K^−→π^−π^ Double 是 +π^- 的衰减率除以的比值由 K^+→π^+π^0π^0 和 K^-→π^-π^0π^0 的衰减率之比（3）通过检测K^0→πlν衰减，可以完全消除系统误差，并可以以10^<-5>的精度检查CP违规；（3）可以检测K^0→πlν衰减的差异； K^0^^ 和 K^O^^→K^0 之间的转移概率(4)可以检测违反CP的K_s→3π衰变，(5)可以进行K_s→π^±l^<[.ー+.]>ν衰变中的电荷不对称程度。物理学，例如通过测量来检测 CP 破损。此外，由于 η 和 π^0 是由 φ 介子的辐射衰变产生的，并且可以通过检测 γ 射线轻松标记它们，因此可以广泛而精确地检测衰变中 C、P 和 CP 的违反情况。可以检查 η 和 π^0。我们还概念性地设计了一种测量仪器来执行上述物理过程。关键在于，违反CP的K_L→2π衰变可以被正确检测到，但需要将K_L的背景3π^0和πlν衰变事件抑制到10^<-6>。我们的研究结果发现，使用由圆柱形轨道探测器和大量铅、闪烁体和气体层组成的光子探测器可以实现这一点，并且我们正在进行更详细的研究。