| Project/Area Number |
22H00122
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大西 宏明 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 教授 (60360517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GUBLER PHILIPP 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (00632390)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥43,030,000 (Direct Cost: ¥33,100,000、Indirect Cost: ¥9,930,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2022: ¥22,490,000 (Direct Cost: ¥17,300,000、Indirect Cost: ¥5,190,000)
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| Keywords | ベクトル中間子 / カイラル対称性の自発的破れ / 高密度核物質 / 形状因子 / カイラル対称性の自発的な敗れ / 高密度QCD / omega 中間子 / 遷移形状因子 / カイラル対称性の自発的敗れ |
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| Outline of Research at the Start |
ハドロン質量の９８％は量子色力学(QCD)で記述される真空が持つ「カイラル対称性の自発的破れχSB」により動的に獲得される。その有力な検証方法が「χSB が部分的に回復している原子核中でのハドロン質量減少の観測」である。
本研究では、原子核中でのω→π0e+e－ 崩壊モードからのω中間子形状因子導出に注目する。理論的にこの形状因子は、核媒質でχSBの減少に敏感なρ中間子を中間状態として持つとされる。即ち、原子核中ω中間子形状因子は、中間状態であるρ中間子の質量変化を起因として真空中状態の形状因子から大きく変化する可能性がある。この変化の有無を確定することによる、ハドロン起源の同定を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハドロンの質量の98%は量子色力学（QCD）で記述される真空の持つ特徴「カイラル対称性の自発的な破れ（χSB）」により動的に獲得される．この現象の有力な検証方法が「ハドロンの質量がχSB が部分的に回復している原子核中で減少することの観測」である．これまで数多くの実験が試みられてきたが，これまで必ずしも成功しているとは言い難い．本研究は，クォーク凝縮の変化に敏感なベクトル中間子である! 中間子に焦点を絞り，質量と荷電半径間に反比例関係があることを使い，原子核中/真空中での! 中間子荷電半径の変化の有無を確定する事により，ハドロンの質量起源が真空が持つ特徴「カイラル対称性自発的破れ」であるか否かをこれまでとは異なる方向から検証することを目的としたものである．
当該研究年度は，前年度に引き継ぎ，主に実験現場であるSPring-8/LEPS2ビームラインのビーム強度の増強によるデータ収集効率の向上を目的とし，データ収集回路系（電磁カロリーメータからのアナログ信号をデジタル信号に変換するQDC回路，データ収集用のVME-CPU回路）の調整を続けていくとともに，未整備の高時間分解能時刻測定回路の調達，検出器群へのインストール，調整を行い，実験データ収集の基本的な準備を整えることができた．また昨年度より着手したデータ収集回路の高性能化を目指し，新しい回路の開発については，プロトタイプの製作を実施，成果を日本物理学会をはじめ，国内ワークショップで報告，議論を深めた．
一方，昨年度に引き続き分担者による各媒質中におけるベクトル中間子，当該年度はφ中間子の特性の変化等に関する研究が進展した．研究を継続的に進めていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究年度，電子回路の国際的な流通困難による，機器の調達の遅延を危惧していたが，ほぼ予定通り機器の調達ができた．また，その後のシステム整備，初期的な試験など，データ収集回システムに関する準備も順調に進み，データ収集の開始を見込める準備が整った．一方，これまでの検出器システム調整の過程で，実験装置自体が建設から10年以上が経過したことによる一部経年劣化が確認され，手を加える必要が出てくる可能性があることが懸念事項として挙げられる．注意深く検出器群の状態を見極めていく．新しい電子回路の製作についてもテスト基板の作成，初期的な試験が完了した．今後試作機の制作に向け準備を進めることができた．
昨年に引き続き，ベクトル中間子の原子核内での特性変化に関する理論的な理解が進んでいる．当該研究の対象であるオメガ中間子に関する物理を理解するためには，今後分担者とさらに議論を深めていく必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，実験装置からのデータ読み出しシステム整備に関する準備を完了させ，実験データ収集を開始する．
分担者はベクトル中間子が核媒質中でどのような質量変化を起こすのかに関する研究を継続推進し，その全容についての知見を深める．加えて，分担者，研究協力者，当該研究に関する専門的な知識を持つ研究者によるセミナーを開催するなどして，当該研究の対象であるオメガ中間子特有の現象についての考察する．同時に，本研究の中心課題であるハドロンの質量起源に関する研究会，国際会議において積極的に情報を発信し，今後の研究方針について確認する．
実験の開始後すぐにデータ解析を進められるようにコンピューター環境の整備を進めると主に，モンテカルロシミュレーションなど，解析に必要なソフトウエアーの準備を続けていく．
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