K中間子稀崩壊探索のための実験基盤の確立と感度向上の試み

建立寻找稀有 kaon 衰变的实验基础设施并尝试提高灵敏度

基本信息

批准号：
09J00920
负责人：
塩見公志
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00920/
关键词：
K中間子記崩壊実験 J-PARC K中間子稀崩壊実験 KL生成数測定

项目摘要

我々は中性K中間子の稀崩壊過程、KL→π^0vvを世界で初めて観測し、CP非保存に関する新たな知見を得ることを計画している。実験感度の向上には新たな大強度の中性K中間子ビームが必要不可欠であり、そのため我々のグループは茨城県東海村の大強度陽子加速器施設(J-PARC)に新たな中性K中間子ビームの建設を2009年の夏までに行った。その後、建設された中性K中間子ビームのビーム強度が我々の実験の要求を満たしている事を確認するために、肌生成数測定実験を2009年11月から2月にかけてのビームタイムにおいて行った。実験終了後の詳細な解析により、我々の中性K中間子のビーム強度が実験のプロポーザルで仮定していた値より2倍大きい事がわかった。そしてこれらの解析結果を7月にパリで行われた、International Conference on High Energy Physicsにおいてポスター発表した。次に私は本実験の主要な検出器である、CsIカロリメーターの建設を行った。この検出器は2.5×2.5×50cmのCsI結晶2240個と5cm×5cm×50cmの結晶476本から構成され、全体としては直径1.9mの円の形をした検出器となる。私はこの建設作業の中で主にCsI結晶のスタッキング作業を行った。この時、各段で水平度が保たれている事を確認しながら作業を行い、結晶間の段差が200μm以下になるようにした。また、上からと左右からの押しつけを行う事で、結晶間の隙間が150μm以下になるようにした。そうして、2011年の2月の上旬に全ての結晶のスタッキングが終了した。

我们计划在世界上首次观测到罕见的中性Kaons衰变过程KL→π^0vv，并获得关于CP不守恒的新知识。新型高强度中性高介子束对于提高实验灵敏度至关重要，为此，我们课题组在茨城县东海村建设的高强度质子加速器设施（J-PARC）安装了新型中性高介子束。于2009年夏天完成。之后，为了确认所构建的中性Kaon光束的光束强度满足我们实验的要求，我们在2009年11月至2月的光束时间内进行了表皮生成数测量实验。实验后的详细分析表明，我们的中性Kaon光束强度是实验建议中假设值的两倍。这些分析结果在七月于巴黎举行的国际高能物理会议上以海报形式展示。接下来，我构建了一个 CsI 量热计，它是本次实验的主要探测器。该探测器由 2,240 个尺寸为 2.5 x 2.5 x 50 cm 的 CsI 晶体和 476 个尺寸为 5 cm x 5 cm x 50 cm 的晶体组成，形成一个直径为 1.9 m 的圆形探测器。在这次施工过程中，我主要从事堆叠 CsI 晶体的工作。此时，一边检查各阶段的水平度是否维持、且晶体间的高度差为200μm以下一边进行作业。另外，通过从上方和左右施加压力，将晶体之间的间隙保持在150μm以下。然后，在2011年2月上旬，所有晶体堆叠完成。