2017 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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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-2をもつ新しいハイパー核として、本研究ではバリオン１粒子でストレンジネス-2をもつグザイ粒子に着目してグザイハイパー核の分光を目指しいている。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。
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している。
本年度はシンチレーチングファイバー１本がもつエネルギー分解能を65 MeVと295 MeVの２つのエネルギーの陽子ビームをファイバーに照射してテストした。断面が円形のものと四角形のもの、また、クラッドがシングルのものと多層からなるものなどのいくつかの組み合わせにおいて、エネルギー分解能を評価した。その結果、目標としていた10%のエネルギー分解能を達成することに成功した。また、LEDを同時に光らせて長期安定性等も試験した結果、MPPC及び読み出し回路において安定な動作が確認出来た。
加えて、本年度には理論の人々と一緒になってグザイ粒子と原子核との相互作用について、何が不定性をもっており、どういう実験結果が必要とされているのかについても検討を行った。最新の相互作用模型では、グザイ粒子の核内での三体力効果が大きく影響する可能性があることが分かった。
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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
シンチレーションファイバー1本当たりのエネルギー分解能を、大阪大学核物理研究センターのグランドライデン・スペクトロメーターを利用して評価を行った。65 MeVと295 MeVの２つのエネルギーにおいて陽子ビームを１本のファイバーに通過させ、磁気スペクトロメーターで測定したエネルギー損失の大きさと、ファイバーで得られたシンチレーション光の光量との関係を求めることに成功した。その結果、アクティブ標的の厚さは8.2 g/cm2まで厚くしても、エネルギー分解能は2 MeV (FWHM)を達成できることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
ファイバー１本あたりの性能が評価できたので、次のステップとしては、約１００本程度のファイバーバンドルを試作して、これによるエネルギー分解能の評価を行う。高エネルギーの電子ビームを用いて試験を行う予定である。そのためのファイバーバンドルの固定治具の設計・製作をまず行う必要がある。センサー部のMPPCと読み出し回路のEASIROCモジュールとの結合をしっかりとしなければならない。機械的なファイバーの取り付け精度を満たす必要がある。また、エネルギー分解能には、入射K中間子ビームの磁気スペクトロメーーターによる運動量分解能も無視できない寄与をもつことが分かってきたので、総合的な性能確保のための運動量較正の方法についても検討する必要がある。
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