2020 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of deep inside of nuclei and neutron stars with high energy photons
| Project Area | Toward new frontiers : Encounter and synergy of state-of-the-art astronomical detectors and exotic quantum beams |
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| Project/Area Number |
18H05459
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中村 哲 東北大学, 理学研究科, 教授 (50280722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 優 東北医科薬科大学, 教養教育センター, 教授 (30302079)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイパー核 / ストレンジネス / 光子ビーム / 電子ビーム / 電磁生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年に引き続いて米国ジェファーソン研究所(JLab)において実験遂行したnnΛ(原子番号０のラムダハイパー核)探索実験(E12-17-003)のデータ解析を日米それぞれの解析グループにより独立にすすめた。 カルシウム同位体標的を用いて世界初の中重ハイパー核のアイソスピン依存性を精密測定しΛNN三体斥力を調べる実験に用いる荷電粒子偏向電磁石を昨年度製作したので、そのテストを国内で行った。その後、米国へ輸出し、無事ジェファーソン研究所に到着した。また、E12-15-008実験と同時の実験遂行を目指して、水素・ヘリウムといった低温標的や鉛等の重い標的に関する詳細な実験デザインを進めた。既に基本設計が済んでいる水チェレンコフ検出器の最終プロトタイプを製作し、テストを行った。
マインツ大学MAMIにおいては、三重水素Λハイパー核パズルの解決に向けて、我々が創始した次世代π崩壊中間子分光実験のデザインを進めた。また、電子エネルギーを精密に決定するためにアンジュレータを用いる新しいビームエネルギー測定技術の開発も進み、新しいエネルギー較正技術として確立することに成功した。
東北大学電子光理学研究センター(ELPH)では、標識化光子ビームを用いて荷電K中間子とΛ粒子を生成し、終相互作用を通じてΛn間力を調べる研究を推進した。このために必須である光子標識装置を新造した。この光子標識化装置は不要な放射線損傷を避けるためにビームタイム以外には容易に取り外すことができるシステムとして製作し、実際に電子ビームを用いて必要となる性能が出ていることを確認した。 さらに、ELPHでは最も単純なハイパー核である三重水素Λハイパー核の寿命測定実験に向けて、低温ヘリウム標的システムの基本設計を進めた。
取得したデータの理論的解析を少数多体系計算のエキスパートと協力して進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
製作が遅れていた負荷電粒子偏向電磁石は、本来２年間に分けて製作予定であった正荷電粒子偏向電磁石と同時に製作することで遅れを取り戻すことができた。そのため、必要となる真空箱の設計を進め予定通り完成することができた。しかし、コロナ禍のため大型電磁石の輸出のアレンジに予想より時間がかかった。また、海外渡航が実質上不可能となったため、現地における調整作業を行うことはできなかった。
その一方、これまでに取得した解析や新しい実験の研究戦略に関しては、ビデオ会議等を今まで以上に頻繁に行うことによりアメリカ、ドイツのコラボレータとより細かいところまで情報交換を行った上で共同研究を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ禍が終息し、米国ジェファーソン研究所での出張が可能になった時点で偏向電磁石、真空箱の現地における動作確認、調整を行う。昨年までに引き続き、JLabターゲットグループとの密な情報交換をオンライン会議で進め、鉛標的を用いた重いハイパー核分光実験を遂行するために、鉛標的の熱計算を進め、融点の低い鉛標的を安全に使用できるようなターゲットホルダの設計、製作を進める。それと同時に、低温ガス標的を用いた軽いハイパー核精密分光実験の検討も進める。また、実験条件とビームタイムの開始時期の最適化をジェファーソン研究所と議論し、これまで考慮していなかったHall-C実験室における実験可能性を詳細なシミュレーションを元に検討する。
マインツ大学ではアンジュレータを用いた電子ビームエネルギー精密測定実験を進めると同時に今、ホットなトピックになっている三重水素Λハイパー核パズルの解決のために新しい実験のデザイン、準備を日本において可能な範囲で進める。
東北大電子光研究センター(ELPH)では、ΛN終相互作用測定実験に必要なエアロゲルチェレンコフ検出器の開発に着手すると同時に、軽いハイパー核寿命測定実験に必要な荷電粒子測定装置の開発を行う。
懸案事項としては、2020年はすぐに終息すると期待していたCOVID-19の影響がどの程度、長期化するか未だ予想がつかないことである。海外出張が長期に渡って不可能になると米国、ドイツで展開する国際共同研究への影響が懸念されるため、状況にフレキシブルに対応することで、国内で遂行できる研究テーマを優先して進める。
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[Presentation] Status of the experiment of Lambda-n interaction measrement via FSI egffect in gamma+d reaction at ELPH, Tohoku Univ.2020
Author(s)
Masashi Kaneta, Takeru Akiyama, Hiroyuki Fujioka, Tomomasa Fujiwara, Kenji Fukada, Kousuke Itabashi, Masaya Mizuno, Sho Nagao, Satoshi N. Nakamura, Yuki R. Nakamura, Kazuki Okuyama, Yuichi Toyama, Keita Uehara, Hiroo Umetsu
Organizer
American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
Int'l Joint Research
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