錫122-π中間子原子分光実験

• Project Area: Quest on new hadrons with variety of flavors
• Project/Area Number: 22105517
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 板橋 健太 独立行政法人理化学研究所, 岩崎先端中間子研究室, 専任研究員 (30322093)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2011: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2010: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: π中間子 / カイラル対称性 / 原子核反応 / 精密分光 / 中間子原子 / 強い相互作用 / 重陽子ビーム

Research Abstract

科研費の研究目的と研究計画に記した通り平成22年度10月に取得した錫122同位体を標的として用いたπ中間子原子生成分光実験のデータを解析した。その結果、理研RIBF施設において世界で始めてπ中間子錫121原子生成分光に成功した。さらにデータ解析を進める過程では重陽子+錫→ヘリウム3+X反応における角度依存性を得る事が出来、これも世界で初めての事である。これらの解析結果については国際会議やウェブなどを通して発表し議論してきた。
続いて、さらに詳細なデータ解析を行い、π中間子の原子核に対する束縛エネルギーと巾の導出を行い、理論計算と比較する事により、物質質量の起源と考えられているカイラル凝縮の大きさを原子核密度中で評価するための準備を行った。特にドイツやオーストリアの中間子原子を専門とする研究者との議論を行うことにより、実験結果のより詳細な解釈を行った。
さらに、平成22年度の実験で故障した装置の修理を進め、次期実験に対する準備として、改良を施した実験条件の策定をすすめた。標的物質の購入や検出器の調整を行うと同時に、実験時借用していた回路を購した。
上記の研究の進展は、当初の目標を上回るものである。本科研費補助金は今年度で終了するが、来年度以降も研究はさらなる発展を遂げる。平成22年度の実験結果を得て、次期実験では改良を施した設定で実験する事で世界最高の分解能・精度が達成される見込みである。また、π中間子に限らず他の中間子を用いた研究の可能性も拓く事ができた。

Research Products

• [Journal Article] Precision Spectroscopy of Deeply Bound Pionic Atoms and Partial Restoration of Chiral Symmetry in Medium (2011)
  • Author(s): Natsumi Ikeno, Rie Kimura, Junko Yamagata-Sekihara, Hideko Nagahiro, Daisuke Jido, Kenta Itahashi, Li Sheng Geng, Satoru Hirenzaki
  • Journal Title: Progress of Theoretical Physics Volume: 126 Issue: 3 Pages: 483-509
  • DOI: 10.1143/ptp.126.483
  • NAID: 110008790435
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental projects for spectroscopy of pionic atoms and N(1535) in nuclei (2010)
  • Author(s): Kenta Itahashi
  • Journal Title: Progress of Theoretical Physics Supplement Volume: 186 Pages: 331-336
  • NAID: 110008143458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A search for deeply bound kaonic nuclear states in J-PARC (2010)
  • Author(s): T.Hiraiwa, et al.
  • Journal Title: AIP Conf.Proc. Volume: 1257 Pages: 755-759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precision spectroscopy of kaonic helium-3 and helium-4 3d->2p X-rays (2010)
  • Author(s): T.Ishiwatari, et al.
  • Journal Title: AIP Conf.Proc. Volume: 1257 Pages: 765-769
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An integrated data acquisition system for J-PARC hadron experiments. (2010)
  • Author(s): Youichi Igarashi, et al.
  • Journal Title: IEEE Trans.Nucl.Sci. Volume: 57 Pages: 618-624
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Search for strange tribaryons in the He-4(K-(stop),pi+-) reaction (2010)
  • Author(s): H.Yim, et al.
  • Journal Title: Phys.Lett.B Volume: 688 Pages: 43-49
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Test report on primary beam dispersion matching at RIBF (2010)
  • Author(s): S.Itoh, et al.
  • Journal Title: RIKEN Accel.Prog.Rep. Volume: 43 Pages: 191-191
  • Peer Reviewed
• [Presentation] First precision measurement of deeply bound pionic state in 121Sn (2011)
  • Author(s): T.Nishi
  • Organizer: FPUA2011
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2011-10-08
• [Presentation] (d,^3He)反応を用いたπ中間子原子の精密分光(5):重陽子ビームを用いたパイロット実験2 (2011)
  • Author(s): 西隆博
  • Organizer: 日本物理学会分科会
  • Place of Presentation: 弘前
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] Measurement of Pionic ^<121>Sn Atom at RI Beam Factory (2011)
  • Author(s): K.Itahashi
  • Organizer: EXA11
  • Place of Presentation: ウィーン(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-05
• [Presentation] Precision spectroscopy of pionic atom at RIKEN-RIBF (2011)
  • Author(s): S.Itoh
  • Organizer: HADRON2011
  • Place of Presentation: ミュンヘン
  • Year and Date: 2011-06-14
• [Presentation] (d, 3^He)反応を用いたπ中間子原子の精密分光(4) : 重陽子ビームを用いたパイロット実験 (2011)
  • Author(s): 西隆博
  • Organizer: 日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] Hadron physics in perspective (2010)
  • Author(s): Kenta Itahashi
  • Organizer: Challenges in Atomic and Nuclear Physics with Energetic Heavy Ions
  • Place of Presentation: ダルムシュタット(ドイツ)
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Remarks]
  • URL: http://ag.riken.jp/kcpc38/shin-hadron2010.html
• [Remarks]
  • URL: http://ag.riken.jp/kcpc38/shin-hadron2010.html