音野瑛俊 （東京大学） and NOP collabration 日本物理学会2009年秋季大会 0 寿命：約15分 ~752eV ~782keV 日本物理学会2009年秋季大会 1 宇宙論：ビックバン ◦ 宇宙初期の軽元素合成シナリオ 素粒子論：標準模型 ◦ Vud、CKM行列のUnitarity ◦ Non V-A currentの探索 ◦ 時間反転対称性の破れ 日本物理学会2009年秋季大会 2 t~0.01秒 ◦ 元素は全て熱平衡状態で（n/p)~1 ◦ 温度の低下と共に中性子が減少 t~1秒 ◦ ◦ ◦ ◦ (n/p)~1/6で凍結 ベータ崩壊が効き始める D、3H、3Heの存在量が増加 Heの生成が始まる t~1-3分 ◦ 中性子崩壊のため(n/p)~1/7まで減少 Y M 1 n p 25% ◦ 各元素の存在比はバリオン物質密度にも大きく依存 M He 2n p 日本物理学会2009年秋季大会 3 中性子寿命の測定精度の向上 バリオン物質密度の測定精度が向上 元素の存在比の測定 b h 2 0.0224 0.0009 l(l+1)Cl/(2) [K2] 6000 tn = 885.7±0.8 s (PDG2008) tn = 878.5±0.7±0.3 s (PNPI-ILL) 4000 2000 0 1%の違いが現在問題となっている。 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 multipole l G.J. Mathews, T. Kajino, T. Shima PRD71 (2005) 021302 日本物理学会2009年秋季大会 4 p pp J e pe 寿命~15分 角度相関分布 a A B D 1 2 1 32 0.1054±0.0055 Byrne 02 2 (1 ) 1 32 Abele 02 2 (1 ) 1 32 0.1189±0.0007 Shumann 07 2 sin 1 32 0.9807±0.0050 -2.8±6.4±3.0 Soldner 04 ν (Jackson, 1957) 日本物理学会2009年秋季大会 pν 5 a 1 2 1 32 A 2 (1 ) 1 32 B 2 (1 ) 1 32 CKMのUnitarityチェックには中性子ベータ崩壊から求めた値は使われておらず、 0+0+遷移の値が採用されている。 Vud Vus Vub 0.9999(5)(9) 2 2 2 中性子ベータ崩壊からも精確に測定する必要がある 日本物理学会2009年秋季大会 6 p pp J e pe B項：中性子スピンとニュートリノ運動量の内積 ◦ SUSYループによる非V-Aカレントに感度が強い S S gT aTRL gS aRL gT aTRL (1 ) m aRR B 2 2 Re 4 2 2 V V V 1 32 g a g a g a E e 1 3 V LL A LL V LL * BSM * * ν pν BSUSY LR mixingが最大である時、BSUSY/B~10-3の可能性 ◦ BSMは2.2x10-4の精度が可能（PDG2008） →現在のBSUSY/Bの上限は5.1×10-3（Schumann 07） 日本物理学会2009年秋季大会 7 中性子の発生 ◦ 原子炉 ◦ 加速器 pp 角相関項測定 ◦ abBA p 寿命測定 ν J e pe pν ◦ 崩壊陽子の測定（ペニングトラップ） ◦ 中性子の測定（超冷中性子貯蔵法） ◦ 崩壊電子の測定 日本物理学会2009年秋季大会 8 原子核内からはじき出す ◦ Fission（原子炉） 3x109neutron/sec DC ◦ Spallation（加速器） 1x109neutron/sec@BL０５ パルス 日本物理学会2009年秋季大会 9 冷中性子 ◦ abBA(SNS) 電場をかけて崩壊陽子と電子を加速し同時測定 →a項、b項の測定 磁場をかけて中性子を偏極 →A項、B項の測定 ◦ Perkeo(ILL) ◦ aSPECT(NIST) ◦ aCORN(LANSCE) abBA セットアップ abBA 検出器 超冷中性子 ◦ UCNA（LANSCE） 世界各国でそれぞれのビームを生かした 実験が進行中。 BL05においても次期計画として考案を進めている。 日本物理学会2009年秋季大会 10 ペニングトラップで捕獲した陽子を計数 τ~9-25min ◦ Nico et al. 2005@NIST τ=886.3±1.2±3.2sec correction(s) Uncertainty(s) - 2.2 6Liの断面積 - 1.2 6Liへの吸収 +5.2 0.8 6LiFの面密 度 日本物理学会2009年秋季大会 11 UCNボトル貯蔵実験 ◦ UCNをボトルに詰める ◦ ボトルに蓋をする ◦ 崩壊せずに残った中性子を計数 τ=878.5±0.7±0.3sec (Serebrov 2005) ◦ 誤差：壁効果（γ、μ） 散乱による損失率 壁の反射率 correction(s) Uncertainty(s) γ - 0.236 μ - 0.144 日本物理学会2009年秋季大会 12 Reflection of UCN by magnetic barrier W.Paul, in Proc. Int. Conf. on Nuclear Physics and Physics of Fundamental Particles, Chicago, 1951. V.V.Vladimirskii. Sov.Phys. –JETP 12. 740. 1961 VCN(v <6m/s) Storage ring Z. f. Physik C 45, 25(1989) ⊥ τ = 877±10 sec (1989) Ioffe-type magnetic trap τ = 833+74−63 sec (NIST 2000) Ioffe-typeⅡ Neutron Elevator τ = 878.2±1.6 sec (PNPI –ILL-TUM 2007 preliminary) Nature 403, 62, 2000 Neutron Elevator 日本物理学会2009年秋季大会 13 実験進行中 13日（日）午前 生出秀行 ◦ スピンフリップチョッパーを用いたバックグラウンド抑制 ◦ TPCを用いた中性子、崩壊電子の同時測定 Shield TPC with 3He-4He-CO2 gas e- E Spin flipper Rise time ~1s Polarizing supermirrors Window p Beam Catcher 1m 日本物理学会2009年秋季大会 14 ベータ崩壊の物理 ◦ 寿命 ◦ 角度相関項 ビックバン元素合成 標準模型の検証 冷中性子、超冷中性子を用いた様々な実験 ◦ 加速器（J-Parc、SNS、PSI、、、） ◦ 原子炉（ILL、、、） BL05では寿命に続きさらなる精密測定を予定している。 日本物理学会2009年秋季大会 15 Backup 日本物理学会2009年秋季大会 16 日本物理学会2009年秋季大会 17 中性子スピン偏極方向と電子の運動量の外積 時間反転対称性の検証が可能 陽子検出器 N- p e p N+ e 電子検出器 磁場 L. J. LISING et al. PHYSICAL REVIEW C 62 055501 Final State Interaction ~10-5 日本物理学会2009年秋季大会 18 p pp A 2 初期宇宙元素合成 のシナリオ pν (1 ) 1 32 A項測定 小林益川行列の Unitarity テスト pe ν 寿命測定 e J B 2 (1 ) 1 32 B項測定 超対称性模型に 感度 日本物理学会2009年秋季大会 19 Kaon 0.2255(19) Hyperon |Vud|2Tau =0.97418(27) 0.2250(27) +0+遷移 00.2208(34) Vud Vus Vub ?? 2 2 2 |Vub|2~1×10-5 |Vus|2=0.2255(19)：Kπ+e+ν 日本物理学会2009年秋季大会 20 中性子スピンと電子の運動量の内積 A 2 中性子寿命 1 1 32 t 1 Vud2 1 2 から小林益川行列が求まる 日本物理学会2009年秋季大会 21 p pp J pe 原子、原子核構造を持たず、電荷がない。 ν β崩壊の崩壊強度 e pν 素粒子標準モデル(SM)の基本パラメタ λ,τn or 日本物理学会2009年秋季大会 λ, Vud 22
© Copyright 2024 ExpyDoc
