η’中間子原子核探索実験によるη’中間子の質量獲得機構の解明

• Project Area: Quest on new hadrons with variety of flavors
• Project/Area Number: 24105705
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤岡 宏之 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30513395)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000); Fiscal Year 2013: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2012: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: ハドロン物理学 / 中間子原子核 / エータプライム中間子

Research Abstract

ドイツ・重イオン研究所において(p,d)反応を用いたη’中間子原子核の分光実験を計画している。最下流の焦点面で測定したい重陽子と主要なバックグラウンドである陽子をオンラインで粒子識別する手段として、屈折率が1.17前後の高屈折率のエアロジェルを用いたチェレンコフ検出器の開発をこれまで行ってきた。
同程度の屈折率を用いたエアロジェルは昨年度中に完成していたが、吸湿性による密度の変化が見られ、屈折率に多少の影響を及ぼすことが想定された。そのため疎水化処理を強化したエアロジェルの製作を千葉大学に依頼した。さらに昨年度のものより大型化したエアロジェルの製作に成功し、結果としてエアロジェルを複数枚敷き詰めた時の隙間を大幅に減らすことにつながった。
またエアロジェル内で発生したチェレンコフ光を光電子増倍管へと導くための集光系として、昨年度製作した鏡による方法の代わりに、荷電粒子の入射位置依存性を抑えるために乱反射剤を用いることができないか検討を行った。その後、ドイツのユーリヒ総合研究機構のCOSYシンクロトロンにおいて2種類の速度の陽子ビームを用いたテスト実験を2014年1月から2月にかけて行い、集光系を取り替えながら様々な条件下で測定を実施した。さらに、検出器の上流側に多芯ドリフトチェンバーを設置し、陽子ビームのトラッキングも行うことで、陽子の入射位置・角度依存性を詳細に調べることも可能となった。テスト実験の解析を踏まえて、2014年7月に予定されているη’中間子原子核の分光実験に実際に使用する集光系の種類を決定することができた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Spectroscopy of η′ Mesic Nuclei via Semi-Exclusive Measurement at FAIR (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Fujioka et al.
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 66 Pages: 9006-9006
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146609006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of η' (958)-mesic nuclei by (p,d) reaction (2013)
  • Author(s): H. Nagahiro, D. Jido, H. Fujioka, K. Itahashi, S. Hirenzaki
  • Journal Title: Phys. Rev. Volume: C 87 Issue: 4 Pages: 45201-45201
  • DOI: 10.1103/physrevc.87.045201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Feasibility Study of Observing η'Mesic Nuclei with (p,d) Reaction (2012)
  • Author(s): Kenta Itahashi, Hiroyuki Fujioka他15名
  • Journal Title: Prog. Theor. Phys. Volume: 128 Issue: 3 Pages: 601-613
  • DOI: 10.1143/ptp.128.601
  • NAID: 110009517363
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GSIとFAIRにおける(p,d) 反応を用いたη′中間子原子核分光実験 (2014)
  • Author(s): 藤岡 宏之
  • Organizer: ELPH 研究会 C008「GeV 領域光子で探るメソン生成反応の物理」
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] FAIR Super-FRS におけるη′中間子原子核の分光実験に関する検討 (2014)
  • Author(s): 藤岡 宏之
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
• [Presentation] Spectroscopy of η′ Mesic Nuclei via Semi-Exclusive Measurement at FAIR (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Fujioka
  • Organizer: 25th International Nuclear Physics Conference (INPC 2013)
  • Place of Presentation: イタリア・フィレンツェ
• [Presentation] FAIRにおけるη′中間子原子核分光実験に向けた崩壊陽子検出器の開発 (1) (2013)
  • Author(s): 藤岡 宏之
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 核子・原子核とη′の相互作用測定 (2012)
  • Author(s): 藤岡 宏之
  • Organizer: 「J-PARC 高運動量ビームラインの物理」研究会
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
• [Presentation] Spectroscopy of η′-nucleus bound states at GSI-SIS (2012)
  • Author(s): Hiroyuki Fujioka
  • Organizer: 12th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction (MESON2012)
  • Place of Presentation: ポーランド・クラクフ