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Measurement system of the background proton in DeeMe experiment at J-PARC

J-PARC DeeMe実験におけるバックグラウンド陽子測定系の開発

山本 風海; Saha, P. K.; 青木 正治*; 三原 智*; 中津川 洋平*; 清水 宏祐*; 金正 倫計

Yamamoto, Kazami; Saha, P. K.; Aoki, Masaharu*; Mihara, Satoshi*; Nakatsugawa, Yohei*; Shimizu, Kosuke*; Kinsho, Michikazu

ミュオン電子転換過程は、標準理論を超えた多くの理論ではその存在が自然と考えられているが、発生確率は非常に小さく、未だ発見されていない。DeeME実験では、このミュオン電子転換過程を探索するが、信号とノイズの識別のためには10$$^{-14}$$のバックグラウンドプロトンを検出する必要がある。そこで、このような微小の陽子がターゲットに入射しているかどうか検出する測定システムの検討を行い、評価した結果測定可能であることを確認した。

The existence of a mu-e conversion process is expected by some theories beyond the standard model in particle physics, but has not been discovered yet due to its low probability. The DeeMe experiment, proposed at J-PARC Material Life Science Facility (MLF), is planned to find the mu-e conversion process on a Muon production target. In order to distinguish mu-e event signal from a background, the number of a proton that comes after hundreds of nanoseconds from the main beam should be less than one per one hour during the DeeMe experiment. Therefore we designed a new measurement system to confirm low background level. A simulation result showed that the new system could detect such delayed proton.

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