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COMET Phase-I technical design report

Authors :
Y. Nakatsugawa
C. V. Tao
Y. Nakamura
Y. Ban
T. Kachelhoffer
Arsen Khvedelidze
G. Kumsiashvili
Minoru Yoshida
Alexey Volkov
T. Kormoll
Zainol Abidin Ibrahim
I. Trekov
Yu Nakazawa
Tsutomu Mibe
M. J. Lee
Tamaki Yoshioka
Paul Dauncey
N. Miyamoto
S. Hashimoto
Kai Zuber
E. Gillies
P. Jonsson
P. J. Dornan
Zviad Tsamalaidze
J. Tojo
H. Nakai
K. Sasaki
N. Kazak
Yoshitaka Eguchi
Dietmar Bauer
V. Ponariadov
Jordan Nash
P. Sarin
A. M. Teixeira
Jie Zhang
H. Yamaguchi
Y. Zhang
K. Ueno
F. Mohamad Idris
J. Tang
A. Sato
J. C. Angélique
T. Yano
O. Kemularia
M. Tomášek
T. Hayashi
L. B. Epshteyn
G. Kozlov
R. P. Litchfield
S. J. Chen
A. Kurup
Benjamin Krikler
T. Yamane
T. Ota
Y. Miyazaki
M. Koike
Joe Sato
A. Jansen
Kazuki Okamoto
I. H. Hashim
M. S. Nioradze
Tengizi Toriashvili
Y. Tevzadze
Y. K. Semertzidis
E. Kaneva
Yasuhiro Makida
C. Wu
W. Da Silva
Yoshitaka Kuno
Michael Finger Jr
C. Cârloganu
Eitaro Hamada
Rei Kawashima
Y. Fukao
I. Lomidze
K. A. Mohamed Kamal Azmi
W. C. Yao
R. Abramishvili
T. Y. Xing
Yang Yang
G. Quémener
T. T. H. Loan
Y. E. Cheung
G. V. Fedotovich
A. Melnik
T. Takayanagi
Tatsushi Nakamoto
R. R. Akhmetshin
Kou Oishi
Dz. Shoukavy
Masami Iio
T. Thanh
Jaroslaw Pasternak
J. Odell
Saki Ohta
F. Ignatov
K. Okinaka
O. Markin
Hajime Nishiguchi
Vladimir Rusinov
Satoshi Mihara
K. Noguchi
C. Densham
X. S. Jiang
P. Warin-Charpentier
M. Slunecka
Y. Uchida
T. Numao
Masashi Tanaka
C. Omori
Yurii Kurochkin
A. Drutskoy
G. Ban
D. N. Grigoriev
M. Yamanaka
T. T. Chau
Masaharu Aoki
Vaclav Vrba
V. Niess
S. S. Tolmachev
A. Paulau
Vassili Kazanin
A. Issadykov
N. Tsverava
T. Motoishi
D. Baygarashev
T. Tachimoto
J. L. Gabriel
D. Aznabayev
Yuki Fujii
Iuri Bagaturia
P. Loveridge
Jin Shei Lai
A. Yamamoto
V. H. Hai
Manabu Moritsu
D. Lomidze
H. Natori
A. Allin
Yuki Nakai
H. Katayama
Yohei Matsuda
Takahiro Okamura
Kiyotomo Kawagoe
A. Bondar
A. Melkadze
H. Trang
E. P. Velicheva
V. Duginov
M. L. Wong
T. S. Wong
Y. Mori
A. A. Ruban
M. Sugano
H. Sakamoto
Y. Igarashi
V. Anishchik
G.G. Macharashvili
Maxim V. Zdorovets
Hidetomo Yoshida
D. Stöckinger
George Adamov
M. Kravchenko
Yoshiaki Kuriyama
Hai-Bo Li
K. Gritsay
J. K. Chen
Toru Ogitsu
N. Shigyo
Yu.V. Yudin
B. Lagrange
F. Kapusta
T. Hiasa
T. Uchida
Masahito Tomizawa
Y. J. Mao
W. A. T. Wan Abdullah
S. Fayer
P. Evtoukhovich
V. A. Kalinnikov
O. Hayashi
B. Yeo
W. G. Li
K. Ishibashi
A. Moiseenko
D. Picters
T. Itahashi
B. Carniol
A. N. Kozyrev
B. M. Sabirov
G. G. Devidze
Y. Yuan
Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique de Clermont (LPC)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Calcul de l'IN2P3 (CC-IN2P3)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
COMET
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Science and Technology Facilities Council (STFC)
The Royal Society
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Source :
PTEP, PTEP, 2020, 2020 (3), pp.033C01. ⟨10.1093/ptep/ptz125⟩, PTEP, 2020, 2020 (3), ⟨10.1093/ptep/ptz125⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Oxford University Press s on behalf of the Physical Society of Japan, 2020.

Abstract

The Technical Design for the COMET Phase-I experiment is presented in this paper. COMET is an experiment at J-PARC, Japan, which will search for neutrinoless conversion of muons into electrons in the field of an aluminium nucleus ($\mu-e$ conversion, $\mu^- N \to e^- N$); a lepton flavor violating process. The experimental sensitivity goal for this process in the Phase-I experiment is $3.1\times10^{-15}$, or 90 % upper limit of branching ratio of $7\times 10^{-15}$, which is a factor of 100 improvement over the existing limit. The expected number of background events is 0.032. To achieve the target sensitivity and background level, the 3.2 kW 8 GeV proton beam from J-PARC will be used. Two types of detectors, CyDet and StrECAL, will be used for detecting the \mue conversion events, and for measuring the beam-related background events in view of the Phase-II experiment, respectively. Results from simulation on signal and background estimations are also described.<br />Comment: A minor correction applied in Eq. 3

Details

Language :
English
ISSN :
20503911
Database :
OpenAIRE
Journal :
PTEP, PTEP, 2020, 2020 (3), pp.033C01. ⟨10.1093/ptep/ptz125⟩, PTEP, 2020, 2020 (3), ⟨10.1093/ptep/ptz125⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c855750a0fd06565a350e9f6ca5d6339
Full Text :
https://doi.org/10.1093/ptep/ptz125⟩