Title Measurement of the Branching Ratio of KL

Title
Author(s)
Measurement of the Branching Ratio of KL → e+ e- γγ
中家, 剛
Citation
Issue Date
Text Version ETD
URL
http://hdl.handle.net/11094/1472
DOI
Rights
Osaka University
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氏
家
Fや占『
2 >
名
中
博士の専攻分野の名称
博
学位記番号
第
学位授与年月日
平成 7 年 6 月
学位授与の要件
学位規則第 4 条第 1 項該当
理学研究科物理学専攻
学位論文名
Measuremento
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eB
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c
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n
gR
a
t
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oo
fIくL →ザ e-y y
士
同リ
(理学)
12 0 3 6
号
1 9 日
(K L • e+ e
-y y 崩壊の分岐比の測定)
(主査)
論文審査委員
教授長島順清
(副査)
教授江尻宏泰
助教授山中
車
教授南圏忠則
教授東島
清
論文内容の要旨
この博士論文ではフェルミ研究所の E799 実験において新しく測定された KL → e+ e-γγ 崩壊の分岐比について発表
している。 K L → e+
e
-rr 崩壊は中性 K L 中間子のダリツ崩壊， KL • e+ e
-r
に崩壊時の制動放射によって光子が付随し
た過程が支配的である。物理上この崩壊は長距離力を理解するために重要で，これらの長距離力は K L → e+ e-γ7 崩壊
中に K L → r r. 形状因子，及び直接的崩壊過程 K L → r
rr
・崩壊として現れる。また K L → e+
e
-rr 崩壊は，
CP 保存性
が破れていると考えられている KL → π Oe+ e- 崩壊の最重要ノくックグラウンドとしても注目されている。我々は 58 事象
の K L → e+ e-γγ 崩壊を観測し， K 中間子の静止系において光子のエネルギー敷居値 5MeV を適用し，
γr ，
Er• >5MeV) = (
6
.
5:
t1
.2 (統計誤差) :
t0
.
6 (系統誤差))
BR(KL • e+ e
ｭ
X 10- ，と分岐比を測定した。この結果は初め
7
ての統計的に優位な分岐比の測定である。また，今回初めて電子陽電子対の不変質量分布，光子対の不変質量分布等が
観測された。直接的崩壊過程の探索も行い，その上限値として分岐比で，
BR(K
L
• e+ e-γr (直接的崩壊)) <4.5x
10- 日 (95 % C. 1.)，を設定した。また量子電磁力学の結合定数， α ，を基に BR (K L → 7γγ* → eι-γγ )
(K L → γγ r) と仮定し，間接的に中性 K L 中間子の 3 光子への崩壊に対して，
=αx
BR
BR(K L → γγγ ) <1
.7x1
0
-5 (
9
5%
C. 1.)，と分岐比の上限値を与えた。
以上の結果に加え，素粒子物理学の標準理論では予言されていない中性のスピン O の粒子 (H) の探索も行い，
BR(KL
.
0X 1
0
- (
9
5% C. 1.)，という分岐比の制限を，質量 30 から 450MeV/d ，寿命 C τ< 1
0
-2
• He+ e- , H → γγ) <3
8
m の粒子に対して与えた。
論文審査の結果の要旨
O
この論文は，米国フェルミ研究所において施行した実験"中性 K 中間子 K L が電子陽電子対と 2 個のフォトンへ崩壊
する反応 (K L → e+ e-γγ) の分岐比の測定"結果をまとめたものである。この崩壊は，いわゆる長距離効果と呼ばれ
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る QCD 非摂動現象の解明に役立つ。また， CP 非保存反応 K L → π Oe+ e- の解明に不可欠な要素でもある。
実験により 58 例の事象を検出し，分岐比を，
誤差 )J
X 10-
7
BR (K L• ee
y γ;Eγ>
5MeV) = [
6
.
5:
t1
.2 (統計) :
t0
.
6 (系統
と定めた。質量分布 Mee ， M y y をも測定することにより，主過程がダリツ崩壊 (K L → eeγ の電子の
一個が内部制動放射を行う)であることを明らかにすると共に，直接過程 (KL → γ y y* , y* → ee) の分岐比の上限を
も定めた。
また，標準モデル外のヒッグス粒子探索をも行い，生成反応分岐比上限を，質量，崩壊寿命の一定範囲内 (30MeV
<
mH<450MeV , cτ< 10- m) で BR (KL• Hee , H → 7γ) <3
.
0X 1
0
-8(
9
5%CL) と定めた。
Z
以上の結果は，低エネルギー QCD の知見を発展させると共に， CP 非保存実験実行可能性を定量的に明らかにするも
のである。よって，博士(理学)の学位論文として十分に価値あるものと認める。
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