NA62実験 – 日本語百科事典辞書

NA62_experiment

NA62実験(提案段階ではP-326として知られている) は、CERNのSPS 加速器の北エリアでの固定ターゲット素粒子物理実験です。実験は 2007 年 2 月に承認されました。データの取得は 2015 年に開始され、この実験は荷電カオンの崩壊を 10 -12までの確率で調べる世界初の実験になると期待されています。実験のスポークスパーソンはCristina Lazzeroni です（2019 年 1 月以降)。このコラボレーションには、世界中の 30 の機関と 13 か国から 333 人の個人が参加しています。
スーパー陽子シンクロトロン (SPS) 主な SPS 実験 UA1 地下エリア1 UA2 地下エリア2 NA31 NA31実験 NA32 高分解能シリコン検出器を用いたハドロン相互作用におけるチャーム生成の調査
方位磁針
構造と分光のための一般的なミュオンと陽子の装置
輝く
SPS重イオン・ニュートリノ実験 NA62 NA62実験
SPS前加速器
pおよびPb
陽子（Linac 2）および鉛（Linac 3）用の線形加速器(無印)
プロトンシンクロトロンブースター PS 陽子シンクロトロン

コンテンツ
1 目標
2 実験装置
2.1 ビームライン 2.2 シダー/KTAG 2.3 ギガトラッカー (GTK) 2.4 チャンティ 2.5 ストロートラッカー 2.6 Photon Veto システム
2.6.1 大角拒否権 (LAV)
2.6.2 小角ヴェトス (SAV)、中間環熱量計 (IRC)、小角熱量計 (SAC)
2.7 液体クリプトン熱量計 (LKr) 2.8 リングイメージングチェレンコフ検出器 (RICH) 2.9 荷電ホロスコープ (NA48-CHOD & CHOD) 2.10 ハドロン熱量計 (MUV1 & MUV2) 2.11 ミューオン拒否検出器 (MUV3)
3 データ
4 結果
4.1 ‘”`UNIQ–postMath-00000002-QINU`”‘
4.1.1 2016年のデータ
4.1.2 2017年のデータ
4.2 禁じられた ‘”`UNIQ–postMath-00000003-QINU`”‘ 崩壊
4.2.1 ‘”`UNIQ–postMath-00000004-QINU`”‘ (レプトン数違反)
4.3 エキゾチック
4.3.1 ヘビーニュートラルレプトン
4.3.2 ダークフォトン
5 こちらもご覧ください
6 参考文献
7 参考文献
8 外部リンク

目標
この実験は、帯電したカオンのまれな崩壊を研究することにより、標準モデルの正確なテストを行うように設計されています。設計が最適化された主な目標は、低バックグラウンドで約 100 の崩壊候補を検出することにより、10% の精度で超希少崩壊K + π + + ν + νの速度を測定することです。 . これにより、CKM マトリックス要素が決定されます。Vtd | _ 精度が 10% を超えています。この要素は、トップクォークがダウンクォークに崩壊する可能性を非常に正確に関連付けます。The Particle Data Groupの2008 Review of Particle Physicsリスト | Vtd | _ =0.008 74+0.000 26 −0.000 37. 他のまれな崩壊の研究、禁制崩壊の探索、および標準モデルによって予測されない新しいエキゾチックな粒子 (たとえば、ダークフォトン) の研究を含む、カオン物理学の幅広い研究プログラムが並行して実行されます。

実験装置
必要な精度を達成するために、NA62 実験では、信号強度に関して一定レベルのバックグラウンド除去が必要です。すなわち、高解像度のタイミング (高速環境をサポートするため)、運動学的拒否 (入射 kaon ベクトルに対する崩壊で観察された粒子の失われた質量の 2 乗の切断を含む)、粒子識別、気密拒否大きな角度への光子の放出と受容内のミューオンの放出、および情報の冗長性。
これらの必要性のために、NA62 実験では、長さ約 270 m の検出器が構築されました。実験の構成要素を以下で簡単に説明します。詳細についてはを参照して

ビームライン
NA62 実験の基礎は、カオンの崩壊を観察することです。これを行うために、実験はSPSから 2 つのビームを受け取ります。
P42 と呼ばれる一次ビームは、K +ビームの生成に使用されます。400 GeV/c の陽子ビームは 3 つの分岐に分割され、3 つのターゲット (T2、T4、および T6) に衝突します。これにより、地下ターゲットトンネル (TCC2) を通過する二次粒子ビームが生成されます。T4 の出口で、透過した陽子ビームは、2 つの垂直電動ビームダンプ/コリメータモジュール、P42 の TAX 1 と TAX 2 の開口部を通過します。このモジュールでは、異なる開口部の穴がビームの角度受容を定義するため、広い範囲で選択されるプロトンのフラックス。装置の構成要素を保護するために、コンピューター監視プログラムにより、P42 ビームラインに沿った主磁石の電流を監視し、エラーが発生した場合に Tax 2 を閉じることができます。
2次ビームラインK12HIKA+はKAONビームラインです。このビームは、北エリア高強度施設の 400GeV/c 陽子の高フラックスから来るように設計されています。ターゲット/ビームトンネル TCC8 と、実験 NA48 の検出器が設置されている洞窟 ECN3 を合わせた長さは 270 m です。既存のターゲットステーション T10 (TCC8 の開始点から 15m の位置) を再利用し、最終コリメータの出口までの長さ 102m の既存の (直線的な) K12 ビームラインに沿って 2 次ビームを設置する予定です。崩壊基準領域の始まりを示し、NA48検出器 (特に液体クリプトン電磁熱量計、LKR) を示します。
これらのビームは、基準領域で 4.5 MHz の kaon 崩壊をもたらし、Hadron Fluxあたりの K +崩壊の比率は約 6% です。

シダー/KTAG
KTAG は、識別用に設計された「kaon タガー」です。K +
{ K^{+}}
$K^{{+}}""$
分離されていないハドロンビーム内の粒子。この検出器は、微分チェレンコフカウンター (CERN west-area Cedar) であり、8 列の光検出器 (KTAG) からなる特注の検出器が装備されています。

ギガトラッカー (GTK)
kaons の崩壊領域の直前に配置された GTK は、すべてのビームトラックの時間、方向、および運動量を測定するように設計されています。GTK は分光計であり、入射する 75 GeV/c カオンビームからの測定値を提供できます。GTK の測定値は、減衰の選択とバックグラウンドの削減に使用されます。
GTK は 3 つの異なるステーションで構成されており、ビームパスに関連して見つかった順序に基づいて、GTK1、GTK2、および GTK3 とラベル付けされています。これらは、4 つのアクロマート磁石 (ビームの偏向に使用) の周りに取り付けられています。システム全体がビームラインに沿って配置され、真空タンク内に

チャンティ
この荷電反カウンター検出器 (CHANTI) は、主にビーム粒子と GTK3 間の非弾性相互作用を伴うイベントを拒否するように設計されています。検出器は、ビームを囲むシンチレータ検出器の 6 つの平面から構成されます。

ストロートラッカー
kaon ビームは、上流領域を通過し、大きな真空容器内の長さ約 60 m の領域である崩壊領域に入り、その後、崩壊生成物がストロー追跡ステーションで検出されます。このシステムは、崩壊領域から発生する二次荷電粒子の方向と運動量を測定します。この分光計は、高開口の双極子磁石と交差する 4 つのチャンバーで作られています。各チャンバーは、4 つの座標を与えるために 4 つのビューを提供するように配置された複数のストローチューブで構成されています。システム全体の 7168 本のストローのうち、欠陥があったのは 1 本だけでした。漏れているストローは密閉され、検出器は 2015 年の実行中に正常に動作しました。

Photon Veto システム
この実験には、0 ～ 50 ミリラジアンの密閉範囲を提供する光子拒否システムがこのシステムは、さまざまな角度範囲をカバーする複数のサブシステムで構成されています。大角ヴェトス (LAV) は 8.5 ～ 50 mrad をカバーし、液体クリプトン熱量計 (LKr) は 1 ～ 8.5 mrad をカバーし、小角ヴェトス (SAV) は 0 ～ 1 mrad をカバーします。

大角拒否権 (LAV)
12 の LAV ステーションは、減衰量を囲む鉛ガラスシンチレータ検出器の 4 つまたは 5 つの環状リングから構成されています。最初の 11 ステーションは減衰ボリュームと STRAW と同じ真空タンクで操作され、最後のチャンバー (LAV12) は RICH の後に配置され、空気中で操作されます。

小角ヴェトス (SAV)、中間環熱量計 (IRC)、小角熱量計 (SAC)
IRC と SAC は、鉛とプラスチックのシンチレータを交互に重ねた構造の電磁サンプリング熱量計です。SAC は、ビーム経路に沿って実験装置の一番端に配置されますが、荷電粒子が曲げられてビームダンプに送られた後です。これは、ビーム方向に沿って角度 0 まで移動する光子を検出できることを意味します。

液体クリプトン熱量計 (LKr)
LKr検出器は、アップグレードされた読み出しシステムでNA48から再利用されます。熱量計の活物質は液体クリプトンです。荷電粒子または光子によって開始される電磁シャワーは、液体クリプトン内に配置されたアノードにドリフトするイオン化電子を介して検出されます。信号は増幅され、読み出しシステムに分配されます。

リングイメージングチェレンコフ検出器 (RICH)
RICH は、運動量が 15 ～ 35 GeV/c の粒子のパイ中間子とミュー中間子を区別するように設計されています。これは、直径 4.2 m までの長さ 17.5 m の容器から構成され、窒素ガス (約 990 mbar) で満たされています。荷電粒子がガスを通過すると、チェレンコフ光子が、粒子の運動量と質量、および窒素ガスの圧力によって決まる固定角度で放出されます。光子は、RICH の下流端にあるミラーのアレイから反射され、容器の上流端にある光電子増倍管検出器の 2 つのアレイで検出されます。

荷電ホロスコープ (NA48-CHOD & CHOD)
CHOD 検出器は、荷電粒子を検出するトリガーシステムに入力を提供するシンチレータ検出器です。このシステムは、NA48 実験から再利用された NA48-CHOD 検出器から形成され、垂直方向と水平方向に配置された 2 面のシンチレーティングバーから形成され、新しく構築された CHOD は、シリコン光電子増倍管によって読み取られるシンチレータータイルのアレイから構築されます。

ハドロン熱量計 (MUV1 & MUV2)
MUV1 と MUV2 は、鉄とシンチレータの交互層から形成されたハドロン熱量計をサンプリングしています。新しく構築された MUV1 には、シャワーの電磁成分とハドロン成分を分離するための細かい横方向のセグメンテーションがあり、MUV2 は NA48 から再利用されます。

ミューオン拒否検出器 (MUV3)
MUV3 は、シンチレータタイルの平面から構成され、1 組の光電子増倍管によって読み出され、検出されるミューオンのみを残して粒子をブロックする 80 cm の鉄の壁の後ろに配置されます。この検出器は、トリガーレベルで高速ミューオン拒否を提供し、分析レベルでミューオンを識別するために使用されます。

データ
この実験では、新しい検出器コンポーネントが適切に機能していることを確認するために、複数のテストが実行されました。ほぼ完全な検出器を使用した最初の物理演算は 2015 年に行われました。NA62 は、CERN ロングシャットダウン 2 の前に、2016 年、2017 年、2018 年にデータを収集しました。データ分析は進行中であり、いくつかの結果が準備中です。
実験の一環として、いくつかの論文が作成され、現在も作成中です。NA62 実験に関する公開論文のリストは、こちらでご覧いただけます。

結果K + π + ν ν ¯
{ K^{+}rightarrow pi ^{+}nu {overline {nu }}}

編集

2016年のデータ
公開された結果: .

2017年のデータ
結果はKAON19カンファレンスで初めて発表されました。
禁断K +
{ K^{+}}

崩壊K + π − ℓ + ℓ +
{ K^{+}rightarrow pi ^{-}エル^{+}エル^{+}}

(レプトン数違反)
公開された結果:

エキゾチック

ヘビーニュートラルレプトン
公開された結果:

ダークフォトン
公開された結果:

こちらもご覧ください
NA48実験
CERN NA62 ホーム
NA62 ウェブサイト
NA62およびNA48の論文発表

参考文献
^ 「実験の詳細」 . graybook.cern.ch . 2016 年4 月6 日閲覧。
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参考文献
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「NA62 テクニカルデザイン」 . CERN。2010 年 12 月。CERN NA62-10-07 。2011 年4 月 29 日閲覧。
アンドレアス・ウィンハート（2009 年 7 月 15 日)。「 K lνにおけるレプトンの普遍性の正確なテストは、CERN で NA62 によって崩壊する」 (PDF) . EMGセミナー。2009 年9 月 28 日閲覧。

外部リンク
NA62ウェブサイト NA62 CERN CERN-NA-062 INSPIRE-HEPの実験記録 · “