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大学・研究所にある論文を検索できる 「Liquid xenon detector with highly granular scintillation readout to search for µ+ → e+γ with sensitivity of 5 × 10(-14) in MEG II experiment」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。
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Liquid xenon detector with highly granular scintillation readout to search for µ+ → e+γ with sensitivity of 5 × 10(-14) in MEG II experiment

小川, 真治 東京大学 DOI:10.15083/0002006630

2023.03.24

概要

論文審査の結果の要旨
氏名

小川 真治

本論文は１２章からなる。第１章はイントロダクションであり、本実験的研究の物理的
背景、探索するµ+から e+とgへ崩壊する稀現象の説明、これまでの実験的研究、本研究に
用いる実験装置 MEGII の概念的説明及び各構成要素の解説、本研究の主要テーマとなる
液体キセノン検出器の改良すべき点と背景事象、そして期待される感度が記述されてい
る。第２章は液体キセノン検出器の改良に用いられる半導体検出器の詳細やその特性、試
験結果、建設作業、較正源、液体キセノンのコントロールシステムについて述べられてい
る。第３章は 2017 年から 2019 年にかけて行われたパイロットラン、その際のデータ収
集システムの状況が記述されている。第４章では、検出器シミュレーション、特に波形の
シミュレーションの詳細や背景ガンマ線事象について述べられている。第５章では検出
器に用いられている光電子増倍管の可視光や真空紫外線に対する特性が述べられている。
第６章には新しい半導体検出器の可視光や真空紫外線に対する特性、そして実験遂行中
に観察された特性の劣化と原因調査、回復方法について述べられている。第７章には鉛コ
リメータを用いた位置分解能の評価と検出効率劣化の影響の評価、第８章には時間分解
能の詳細について、再構成の方法、波形の解析手法、センサーの時間分解能と装置全体と
しての分解能が述べられている。第９章にはエネルギー分解能が詳説されており、特に先
行研究である MEG 実験との比較検討に関する議論が展開されている。第１０章には、波
形や発光パターンに基づき事象が重なった際に除去する手法が述べられている。第１１
章には研究によって得られた全ての特性の改善に加え、光センサーの劣化に伴う対策や
エネルギー分解能の期待値からのずれ等についても考慮し MEGII 実験の感度を評価し
た。その結果、4 年から 4.6 年間のデータにより、稀現象の分岐比への感度としてこれま
でより１桁程度の感度向上となる 5x10-14 を実現できることを示した。第１２章には本研
究の成果と今後の展望が述べられている。
なお、本論文については MEG コラボレーションによる国際共同研究によるものであ
るが、論文提出者が主体となって液体キセノン検出器に関する種々の装置の開発を行い
本研究の核となる装置の特性を理解するための必要なデータを取ってきた。さらに性能
を最大限発揮するために論文提出者はソフトウェアの開発やデータ収集計画の立案を行
い目標とする感度の達成のために実機を用いた検証を行ったものである。このように本
研究で前人未踏の探索感度の達成を可能ならしめた点において、論文提出者の寄与が十
分であると判断する。
したがって、博士（理学）の学位を授与できると認める。

最終試験の結果の要旨
氏名
成績

合

小川 真治

格

本委員会は、論文提出者に対し令和２年１１月１７日、学
位論文の内容及び関連事項について、口頭試験を行った。
その結果、論文提出者は、物理学、特に素粒子物理学につ
いて博士（理学）の学位を受けるにふさわしい十分な学識を
もつものと認め、審査委員全員により合格と判定した。

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参考文献

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