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π中間子原子分光実験の発展

Publicly Offered Research

Project AreaNuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations
Project/Area Number 15H00844
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

板橋 健太  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (30322093)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsカイラル対称性 / 質量の期限 / ハドロン / エキゾチックアトム / 強い相互作用 / π中間子原子 / 質量分光
Outline of Annual Research Achievements

π中間子が錫121の原子核に束縛した状態=π中間子錫原子を精密分光することにより、カイラル対称性の破れに伴う自明でない真空の構造についての研究を推進した。π中間子錫原子は、(d,3He) 反応により原子核表面にπ中間子が束縛した状態として生成し、反応Q値の測定により質量分光する。質量スペクトルの分解能としてこれまで 400 keV (FWHM) だったものを 280 keV まで改善することに成功した。同時に、反応角度が有限な領域でのπ中間子生成断面積の計測を行い、1s, 2p 状態それぞれが反応角度により生成断面積の変化する様子を世界で初めて観測した。生成断面積の角度依存性は、運動量移行依存性として反応理論との比較を行った結果、実験結果と良く一致する事が確認された。しかし、実験で決定した 1s と 2p の生成断面積の比は、理論予想の 1/5 程度となっていることが分かった。スペクトルの解析により1s, 2p 状態、それぞれの束縛エネルギーと幅を精度良く同定することに成功したが、同時に束縛エネルギーの差分を導出することで系統誤差を大幅に縮小する事にも成功した。得られた束縛エネルギーや幅の間の相関を考慮した解析を行うことで、カイラル対称性の破れを表すカイラル凝縮の大きさをこれまでを上回る精度で導出する事に成功した。さらに 150 keV を伺う分解能を達成し、系統的なπ中間子錫原子の高精度分光を実施するための実験条件の詳細な検討を行った。これによりカイラル凝縮の密度依存性についての知見を得られる可能性がある事がわかった。このため分解能改善の要となる真空中で動作可能な高計数率用3面交代型低圧多芯式ドリフト計数箱と新型読み出しシステムの開発・製作を行った。系統計測実験はRIBF課題審査委員会で既に採択されており、近々ビームタイムが配分される予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] GSI(ドイツ)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Precision spectroscopy of pionic atoms and chiral symmetry in nuclei2016

    • Author(s)
      Kenta Itahashi et al.
    • Journal Title

      EPJ Web of Conferences

      Volume: 130 Pages: 01017-01017

    • DOI

      10.1051/epjconf/201613001017

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Precision spectroscopy of deeply bound pionic states in tin isotopes at RIBF2016

    • Author(s)
      Takahiro Nishi
    • Organizer
      MIN16
    • Place of Presentation
      京都大学・(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-07-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Precision spectroscopy of deeply bound pionic states in 121, 116Sn2016

    • Author(s)
      Takahiro Nishi
    • Organizer
      MENU2016
    • Place of Presentation
      京都大学・(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-07-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Meson-nuclear bound states2016

    • Author(s)
      Kenta Itahashi
    • Organizer
      71st Fujihara Seminar
    • Place of Presentation
      下田東急ホテル(静岡県・下田市)
    • Year and Date
      2016-07-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Precision spectroscopy of pionic atoms and chiral symmetry in nuclei2016

    • Author(s)
      Kenta Itahashi
    • Organizer
      MESON2016
    • Place of Presentation
      Cracow・ポーランド
    • Year and Date
      2016-07-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Probing the structure of the vacuum through spectroscopy of meson bound states in nuclei2016

    • Author(s)
      Kenta Itahashi
    • Organizer
      CRC16 symposium
    • Place of Presentation
      Bonn・ドイツ
    • Year and Date
      2016-06-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] π中間子原子、η′中間子原子核分光実験2016

    • Author(s)
      板橋健太
    • Organizer
      日本物理学会71回年会(シンポジウム講演)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Experimental spectroscopy of pionic atoms in (d,3He) reactions and eta'-mesic nuclei in (p,d) reactions2015

    • Author(s)
      板橋健太
    • Organizer
      Jagiellonian Symposium
    • Place of Presentation
      Krakow(ポーランド)
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 科学研究費補助金・新学術領域研究(中性子星)・公募研究 π中間子原子分光実験の発展

    • URL

      http://ag.riken.jp/u/itahashi/nstar/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] π中間子原子分光実験の発展

    • URL

      http://ag.riken.jp/u/itahashi/nstar/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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