2016 Fiscal Year Annual Research Report
High-resolution spectroscopy of S=-2 hypernuclei with active target
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16H02186
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
永江 知文 京都大学, 理学研究科, 教授 (50198298)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ハイパー核 / ストレンジネス / J-PARC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレンジネス量子数をもつ新しい原子核として、本研究ではストレンジネス-2の系を分光学的手法により研究している。なかでも、バリオン１粒子でストレンジネス-2をもつグザイ粒子については、その存在を裏付けるいくつかの実験結果はあるものの、まだ確固たる実験的証拠が得られておらず、基本的な測定量である束縛エネルギーも決定されているとは言いがたい状況である。本研究では、2 MeV(FWHM)という高エネルギー分解能をもつ磁気スペクトロメーターS-2Sを用いて、(K-,K+)反応による精密分光を目指す。このエネルギー分解能が実現されれば、グザイハイパー核の束縛状態をピークとして分離観測することが可能である。また、そのピーク幅の測定よりΞp→ΛΛ反応による転換幅を測定することが可能となる。
一方で、グザイハイパー核の生成断面積は約50 nb/srと非常に小さいので、上記の測定では、充分な収量を得ることも重要な条件となる。実験標的の厚さを厚くすればグザイハイパー核の収量を増やすことが可能であるが、標的中でのエネルギー損失のふらつきも大きくなり、エネルギー分解能を悪化させる。そこで、本研究では、標的中でのエネルギー損失の大きさを一事象毎に測定し、これを補正することにより、厚い標的を使ってもエネルギー分解能を損なわないようなアクティブ標的を開発することとした。
本年度は初年度にあたり、アクティブ標的の構成要素であるシンチレーチングファイバー、光センサーMPPC、及び、その読み出し回路系について、サンプルを取り寄せて性能試験を行い、選定を行った。シンチレーティングファイバーについては、β線源による発光量を調べた。また、シンチレーションファイバーとMPPCとの接合部について試作器による評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で開発を進めているアクティブファイバー標的について、本年度行う予定であったファイバーの性能比較、光センサーMPPCの選定、読み出し回路モジュールの試験などを概ね順調にすすめることができた。
ファイバーについては、サンプルを取り寄せて試験を行っていたところ、当初使用を予定していたファイバーについて性能が充分なものを得ることが困難なことが判明し、設計を新たにやり直す必要が出てきたため、購入について次年度に繰り越すことにした。このことによる開発スケジュールに対する影響は軽微である。光センサーも、これに合わせてサンプルによる試験を行い、性能評価を行った。読み出し回路については、試験の結果、性能が充分であることを確認出来たので購入を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
シンチレーションファイバーのもつエネルギー分解能を実際のビームを用いて評価することを、まず行う予定である。アクティブ標的全体では、約1000本のファイバーを試用するが、まず、一本のファイバーの特性を調べる。ファイバー１本あたりのエネルギー損失は、K中間子ビームに対して600 keV程度と見積もられるので、数十keVのエネルギー分解能で測定できれば、そのエネルギー分解能を評価可能である。大阪大学核物理研究センターにあるグランドライデンスペクトロメーターがこの性能を満たしているので、共同利用ビームタイムに申し込んで、性能評価を行うこととした。ビームタイムは夏に数日のビームをもって実施できるようスケジュールされている。
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