| Project/Area Number |
22KJ0166
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| Project/Area Number (Other) |
21J20154 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂尾 珠和 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 実験核物理 / ハイパー核物理 / ストレンジネス / ハイペロン核子散乱 / J-PARC / ストレンジネス核物理 / 散乱微分断面積 / スピン観測量 / ハイペロン / ラムダ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、J-PARCにて実施予定の次世代Λp散乱実験準備として解析ソフトウェア開発・物理量観測のfeasibility検証を行うとともに、素粒子・核物理実験分野で広く汎用的に共用できる高速DAQシステムの開発に向けた基礎研究を行う。
（１）解析ソフトウェア開発・物理量観測のfeasibility検証では、次世代実験の環境を反映したシミュレーション・サンプルデータを用いて開発を進め、世界的に類をみない粒子同定手法を実装することで、高精度高統計のデータ取得を目指す。
（２）高速DAQシステムの開発では、KEK・RCNP等と連携して国産汎用ASICの開発、その評価・実用基板の開発を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子核物理学では核力の性質を解明することが長年の課題である。核子はスピン1/2のオクテット・バリオンに属しており、これらの粒子の間に働く力「バリオン間（BB）相互作用」をsクォークを含めたSU(3)フレーバー対称性のもとで系統的に調べることが重要である。本研究では、過去技術的困難さ故にデータが不足していたハイペロン核子（YN）散乱実験を行うことで、YN2体相互作用を直接精密測定し、現実的な2体力の構築の一助となることを目標としている。J-PARC E40の後続実験として計画されたJ-PARC E86では、Λp散乱の微分断面積とスピン観測量を高精度に測定する予定である。YN散乱の微分断面積導出手法はJ-PARC E40で既に確立されたが、スピン観測量の測定手法は未開拓であった。まず初めに、我々は偏極したハイペロンビームの偏極度の測定手法の確立を第一目標に定めた。
本年度では、J-PARC E40で取得されたπ-p→K0Λ反応データを用いてΛ偏極度の測定手法を開発するとともに、その値を高精度に導出することに成功した。解析の結果、K0散乱角度領域0.6<cosθ(K0,CM)<0.85において平均Λビーム偏極度が0.932であり、ほぼ100％偏極していることがわかった。これより、J-PARC E86でも特定のK0散乱角度を選択することで非常に高く偏極したΛビームを用いてΛp散乱スピン観測量を測定することができると結論づけた。さらに、Λp散乱事象同定手法も同データを用いて行い微分断面積の概算を行った結果、過去の実験値とオーダーの範囲内で一致する結果が得られた。このことから、本研究で開発したΛp散乱事象同定手法の妥当性を実証することができた。
MPPC読み出し用国産汎用ASICの評価基板（RAYRAW）は試作機が無事納品され、2024年度にテスト実験を行なって性能評価を行う予定である。
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