COMET Phase-I Technical Design Report - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue PTEP Année : 2020

COMET Phase-I Technical Design Report

R. Abramishvili , G. Adamov , R.R. Akhmetshin , A. Allin , J.C. Angélique (1) , V. Anishchik , M. Aoki , D. Aznabayev , I. Bagaturia , G. Ban (1) , Y. Ban , D. Bauer , D. Baygarashev , A.E. Bondar , C. Cârloganu (2) , B. Carniol (1) , T.T. Chau , J.K. Chen , S.J. Chen , Y.E. Cheung , W. da Silva (3) , P.D. Dauncey , C. Densham , G. Devidze , P. Dornan , A. Drutskoy , V. Duginov , Y. Eguchi , L.B. Epshteyn , P. Evtoukhovich , S. Fayer , G.V. Fedotovich , M. Finger , M. Finger , Y. Fujii , Y. Fukao , J.L. Gabriel (1) , P. Gay (2) , E. Gillies , D.N. Grigoriev , K. Gritsay , V.H. Hai , E. Hamada , I.H. Hashim , S. Hashimoto , O. Hayashi , T. Hayashi , T. Hiasa , Z.A. Ibrahim , Y. Igarashi , F.V. Ignatov , M. Iio , K. Ishibashi , A. Issadykov , T. Itahashi , A. Jansen , X.S. Jiang , P. Jonsson , T. Kachelhoffer (4) , V. Kalinnikov , E. Kaneva , F. Kapusta (3) , H. Katayama , K. Kawagoe , R. Kawashima , N. Kazak , V.F. Kazanin , O. Kemularia , A. Khvedelidze , M. Koike , T. Kormoll , G.A. Kozlov , A.N. Kozyrev , M. Kravchenko , B. Krikler , G. Kumsiashvili , Y. Kuno , Y. Kuriyama , Y. Kurochkin , A. Kurup , B. Lagrange , J. Lai , M.J. Lee , H.B. Li , R.P. Litchfield , W.G. Li , T. Loan , D. Lomidze , I. Lomidze , P. Loveridge , G. Macharashvili , Y. Makida , Y.J. Mao , O. Markin , Y. Matsuda , A. Melkadze , A. Melnik , T. Mibe , S. Mihara , N. Miyamoto , Y. Miyazaki , F. Mohamad Idris , K.A. Mohamed Kamal Azmi , A. Moiseenko , M. Moritsu , Y. Mori , T. Motoishi , H. Nakai , Y. Nakai , T. Nakamoto , Y. Nakamura , Y. Nakatsugawa , Y. Nakazawa , J. Nash , H. Natori , V. Niess (2) , M. Nioradze , H. Nishiguchi , K. Noguchi , T. Numao , J. O'Dell , T. Ogitsu , S. Ohta , K. Oishi , K. Okamoto , T. Okamura , K. Okinaka , C. Omori , T. Ota , J. Pasternak , A. Paulau , D. Picters , V. Ponariadov , G. Quémener (1) , A.A. Ruban , V. Rusinov , B. Sabirov , H. Sakamoto , P. Sarin , K. Sasaki , A. Sato , J. Sato , Y.K. Semertzidis , N. Shigyo , Dz. Shoukavy , M. Slunecka , D. Stöckinger , M. Sugano , T. Tachimoto , T. Takayanagi , M. Tanaka , J. Tang , C.V. Tao , A.M. Teixeira (2) , Y. Tevzadze , T. Thanh , J. Tojo , S.S. Tolmachev , M. Tomasek , M. Tomizawa , T. Toriashvili , H. Trang , I. Trekov , Z. Tsamalaidze , N. Tsverava , T. Uchida , Y. Uchida , K. Ueno , E. Velicheva , A. Volkov , V. Vrba , W.A.T. Wan Abdullah , P. Warin-Charpentier (3) , M.L. Wong , T.S. Wong , C. Wu , T.Y. Xing , H. Yamaguchi , A. Yamamoto , M. Yamanaka , T. Yamane , Y. Yang , T. Yano , W.C. Yao , B. Yeo , H. Yoshida , M. Yoshida , T. Yoshioka , Y. Yuan , Yu.V. Yudin , M.V. Zdorovets , J. Zhang , Y. Zhang , K. Zuber
R. Abramishvili
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G. Adamov
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R.R. Akhmetshin
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A. Allin
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V. Anishchik
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M. Aoki
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D. Aznabayev
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I. Bagaturia
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Y. Ban
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D. Bauer
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D. Baygarashev
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A.E. Bondar
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T.T. Chau
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J.K. Chen
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S.J. Chen
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Y.E. Cheung
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P.D. Dauncey
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C. Densham
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G. Devidze
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P. Dornan
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A. Drutskoy
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V. Duginov
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Y. Eguchi
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L.B. Epshteyn
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P. Evtoukhovich
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S. Fayer
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G.V. Fedotovich
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M. Finger
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M. Finger
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Y. Fujii
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Y. Fukao
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E. Gillies
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D.N. Grigoriev
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K. Gritsay
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V.H. Hai
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E. Hamada
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I.H. Hashim
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S. Hashimoto
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O. Hayashi
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T. Hayashi
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T. Hiasa
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Z.A. Ibrahim
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Y. Igarashi
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F.V. Ignatov
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M. Iio
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K. Ishibashi
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A. Issadykov
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T. Itahashi
A. Jansen
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X.S. Jiang
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P. Jonsson
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V. Kalinnikov
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E. Kaneva
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H. Katayama
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K. Kawagoe
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R. Kawashima
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N. Kazak
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V.F. Kazanin
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O. Kemularia
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A. Khvedelidze
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M. Koike
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T. Kormoll
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G.A. Kozlov
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A.N. Kozyrev
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M. Kravchenko
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B. Krikler
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G. Kumsiashvili
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Y. Kuno
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Y. Kuriyama
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Y. Kurochkin
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A. Kurup
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B. Lagrange
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J. Lai
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H.B. Li
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R.P. Litchfield
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W.G. Li
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T. Loan
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D. Lomidze
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P. Loveridge
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G. Macharashvili
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Y. Makida
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Y.J. Mao
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O. Markin
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Y. Matsuda
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A. Melkadze
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A. Melnik
T. Mibe
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N. Miyamoto
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K.A. Mohamed Kamal Azmi
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T. Motoishi
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H. Nakai
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Y. Nakai
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T. Nakamoto
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Y. Nakatsugawa
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Y. Nakazawa
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J. Nash
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H. Natori
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M. Nioradze
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H. Nishiguchi
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K. Noguchi
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T. Numao
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J. O'Dell
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S. Ohta
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K. Okamoto
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T. Okamura
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K. Okinaka
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C. Omori
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T. Ota
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J. Pasternak
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A. Paulau
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D. Picters
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V. Ponariadov
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A.A. Ruban
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V. Rusinov
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B. Sabirov
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H. Sakamoto
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P. Sarin
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K. Sasaki
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A. Sato
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J. Sato
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Y.K. Semertzidis
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N. Shigyo
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Dz. Shoukavy
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M. Slunecka
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J. Tang
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C.V. Tao
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T. Uchida
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M.L. Wong
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T.S. Wong
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C. Wu
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T.Y. Xing
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H. Yamaguchi
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A. Yamamoto
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M. Yamanaka
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T. Yamane
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Y. Yang
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T. Yano
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W.C. Yao
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B. Yeo
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H. Yoshida
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M. Yoshida
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T. Yoshioka
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Y. Yuan
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Yu.V. Yudin
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M.V. Zdorovets
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J. Zhang
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Y. Zhang
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K. Zuber
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Résumé

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 aluminum nucleus (⁠|$\mu$|–|$e$| conversion, |$\mu^{-}N \rightarrow e^{-}N$|⁠); 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 a 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 |$\mu$|–|$e$| 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.
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hal-01975356 , version 1 (06-10-2021)

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Citer

R. Abramishvili, G. Adamov, R.R. Akhmetshin, A. Allin, J.C. Angélique, et al.. COMET Phase-I Technical Design Report. PTEP, 2020, 2020 (3), pp.033C01. ⟨10.1093/ptep/ptz125⟩. ⟨hal-01975356⟩
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