| Project/Area Number |
22K20368
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0203:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
板橋 浩介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 量子場計測システム国際拠点, 研究員 (70966499)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | nnΛ / HKS / HRS / JLab / ハイパー核 / 中性原子核 / 原子番号０ |
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| Outline of Research at the Start |
nnΛは中性子とΛのみで構成された原子番号ゼロの中性原子核であり、その存否について注目を浴びている。また、nnΛの構造分析を行うことによって、不確定性が大きいΛn相互作用に対して実験的に有益な情報が得られると期待される。
本研究では先行実験では課題となっていたnnΛの収量を増加するために、東北大学が開発した高分解能Kaonスペクトロメータ(HKS)とJLab既存の高分解能スペクトロメータ(HRS)を組み合わせた新しい実験セットアップを確立する。また、角度分解能を改善するためにCIGS半導体を使った粒子飛跡角度の校正手法の開発を進め、高分解能・高統計を持ってnnΛ状態を本研究で明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、存在が確立されていない中性原子核(nnΛ)について研究を行っており、アメリカのJefferson Lab (JLab)で計画中の次世代nnΛ探索実験でnnΛ状態の理解を試みる。主な研究内容は、(1)先行実験データを用いたnnΛ構造の理解と(2)高統計nnΛ測定実験のデザイン構築に分類される。
(1)nnΛ構造の解明
2018年にJLabで行われたnnΛ探索実験ではnnΛの収量が不十分であったことからその存在を明らかにすることはできなかったが、同時に観測されたΛ自由(Λ-QF)分布からΛと中性子間の相互作用の情報を明らかにし、nnΛ構造の理解を深めた。nnΛは三体系であり、それぞれの相互作用が複雑に絡み合う。そのため、これらの相互作用を本予算で購入した解析用ＰＣでシミュレーションを行い、実験値と比較することによりΛｎ相互作用に大きな制約を与えることに成功した。2022年7月には国際学会(HYP2022)でこの研究成果を発表し、proceedingsにも投稿した。
高統計でのnnΛ測定実験デザイン
一般的に、ある粒子の状態(ピーク中心値が明らかでない場合)を立証するためにはピークの誤差(σ)に対し、5σ以上のピークの有意性を示す必要がある。2018年にJLabで行われた先行実験ではnnΛと思われる構造を確認できたが、十分なピークの有意性が無かったため nnΛの発見には至らなかった(図２)。5σ以上のピークの有意性を観測するためには、統計誤差を小さくする(nnΛの収量を増やす)ことが重要となる。そこで、先行実験でK^+の測定に使用したスペクトロメータ(HRS)の２倍以上の運動量アクセプタンスを持つHKSスペクトロメータ(±10%)を使用した実験をデザインした。HRS-HKSは初めての試みとなるため、これらのシミュレーション環境の構築を行い、nnΛの収量見積もりを行った。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
