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2016 Fiscal Year Annual Research Report

J-PARCにおけるエキゾチック原子の革新的研究

Research Project

Project/Area Number 16H02190
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

谷田 聖  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (00360587)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 信二  国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 協力研究員 (70391901)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsい
Outline of Annual Research Achievements

K-He原子X線分光実験(J-PARC E62)、Ξ原子X線分光実験(J-PARC E03)ともに準備作業を行った。
E62については、H28年度前半に、実験を行うJ-PARC K1.8BRビームラインにて 、K-ビームを標的に静止させるための減速材調整のスタディ及びTES検出器ビームコミッショニングを行なった。その結果、期待通りの静止K-数が得られた。またTES検出器を6~7 eV@6 keVで動作させることに成功し、荷電粒子によるバックグラウンドも十分に低減することに成功した。
H28年度後半には、ヘリウム標的容器の開発製作、TESシステムと液体ヘリウム標的システムを接続するための真空容器製作、エネルギー校正に使用するX線発生装置の製作を行い、動作試験に成功した。またTES検出器の立体角を大きくするために、センサー素子直上に設置しているシリコンコリメータを薄型にし、代わりに厚い金メッキをして機能を維持することを考案し、実際に製作した。
E03については、E07実験と共同で(K-,K+)反応によるΞ粒子生成を同定するためのKURAMAスペクトロメータの立ち上げを行い、それに成功した。それに引き続き、E07実験に参加してデータを取得した。その結果、(K-,K+)反応によるΞ粒子生成をきちんと同定できていることがわかった。また、E07実験において、ゲルマニウム検出器を試験使用し、きちんと動作していることを確認した。エネルギー分解能は300 keVのX/γ線に対して、2~2.5 keV(FWHM)と、E03のために十分な値が得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

K-He原子X線分光実験(J-PARC E62)についてはビームコミッショニングを成功裏に終え、本実験に向けての準備も順調に進んでいる。本実験のビームタイムに遅れが生じているが、その分、新コリメータの製作など進めることができている。

Ξ原子X線分光実験(J-PARC E03)についても同様にコミッショニングについては順調に進んでいるが、ビームタイムが不足しているため、1つ前の実験であるE07実験のデータを一部取得するのがやっとで、E03実験までは進めなかった。

Strategy for Future Research Activity

K-He原子X線分光実験(J-PARC E62)のビームタイムは、今のところH30年度前半になる可能性が一番高い。そこでH29年度は、本実験に向けての準備を進める。特に、ビームライン検出器用データ取得システムの構築試験や容量を増加させた実験標的容器の新規製作, 立体角を最大化するためにTES検出器のシールドや薄型コリメータの試験、液体ヘリウム標的とTES検出器を融合したシステムの調整等を行い、最終実験セットアップを完成させる。さらに、H29年度内にビームタイムが獲得できれば、データを取得し、その解析を進める。

Ξ原子X線分光実験(J-PARC E03)については、まずその前の実験であるE07実験のデータ取得をH29年度前半に完了させる。また、E07実験の終わりにE03実験のために一日のテストビームが予定されており、そこでゲルマニウム検出器の配置の最適化、バックグラウンドのスタディーなどを行う予定である。E07実験のデータ取得終了後はターゲットおよびその周りの検出器を入れ替えて、E03実験のセットアップを完了させる。E03自体のビームタイムについては、H30年度中でE62の後になる可能性が現状では一番高い。

硬X線用TESについては米国NISTや国内の宇宙物理実験の連携研究者らと検討を進めており、H29年度は開発方針を決定し、基本部分のデザインを行う。実際の製作はH30年度を予定している。

  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Seoul National University
  • [Int'l Joint Research] アメリカ国立標準技術研究所(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      アメリカ国立標準技術研究所
  • [Int'l Joint Research] ルンド大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      ルンド大学
  • [Int'l Joint Research] ステファンマイヤー研究所(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      ステファンマイヤー研究所
  • [Int'l Joint Research] イタリア国立核物理学研究所(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      イタリア国立核物理学研究所
  • [Journal Article] Beamline Test of a Transition-Edge-Sensor Spectrometer in Preparation for Kaonic-Atom Measurements2017

    • Author(s)
      Hashimoto T.、Bazzi M.、Bennett D. A.、Berucci C.、Bosnar D.、Curceanu C.、Doriese W. B.、Fowler J. W.、Fujioka H.、Guaraldo C.、Parnefjord Gustafsson F.、Hayakawa R.、Hayano R. S.、Hays-Wehle J. P.、Hilton G. C.、Hiraiwa T.、Ichinohe Y.、Iio M.、....、Okada S.、....、Tanida K.、et al.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 27 Pages: 1~5

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2646374

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spectroscopic Experiment of Λ(1405) via the In-flight d(K-, n) Reaction at J-PARC K1.8BR2017

    • Author(s)
      S. Kawasaki et al.
    • Journal Title

      JPS conference proceedings

      Volume: 13 Pages: 020018

    • DOI

      10.7566/JPSCP.13.020018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] KbarNN Bound State Search at J-PARC2017

    • Author(s)
      Fuminori Sakuma the J-PARC E15 Collaboration
    • Journal Title

      JPS conference proceedings

      Volume: 13 Pages: 010002

    • DOI

      10.7566/JPSCP.13.010002

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Study of the Kbar-Nucleus Interaction by Using the 12C(K-, p) Reaction at J-PARC2017

    • Author(s)
      Yudai Ichikawa et al.
    • Journal Title

      JPS conference proceedings

      Volume: 13 Pages: 020007

    • DOI

      10.7566/JPSCP.13.020007

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structure near K-+p+p threshold in the in-flight 3He(K-,Λp)n reaction2016

    • Author(s)
      Y. Sada et al. (J-PARC E15 Collaboration)
    • Journal Title

      Progress of theoretical and experimental physics

      Volume: 2016 Pages: 051D01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw040

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First application of superconducting transition-edge sensor microcalorimeters to hadronic atom X-ray spectroscopy2016

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Journal Title

      Progress of theoretical and experimental physics

      Volume: 2016 Pages: 091D01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw130

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Future projects of light kaonic atom X-ray spectroscopy2016

    • Author(s)
      H. Tatsuno et al.
    • Journal Title

      EPJ Web of Conferences

      Volume: 130 Pages: 01018

    • DOI

      10.1051/epjconf/201613001018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超伝導 TES カロリメータを用いた K 中間子原子 X 線の精密分光プロジェクト(3-1)2017

    • Author(s)
      山田真也他
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [Presentation] 超伝導 TES カロリメータを用いた K 中間子原子 X 線の精密分光プロジェクト(3-2)2017

    • Author(s)
      早川亮大他
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [Presentation] Possible new Λ* resonance with J=3/2 in Λc decay and K-p -> Λη2017

    • Author(s)
      K. Tanida
    • Organizer
      International Workshop on Strangeness Nuclear Physics (SNP2017)
    • Place of Presentation
      大阪電気通信大学(大阪府寝屋川市)
    • Year and Date
      2017-03-12 – 2017-03-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超伝導検出器を用いたハドロニック原子X線精密分光2016

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      原子衝突学会第41回年会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-11
  • [Presentation] Kaonic atom x-ray spectroscopy with superconducting microcalorimeters2016

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      The international workshop on future potential of high intensity accelerators for particle and nuclear physics (HINT2016)
    • Place of Presentation
      J-PARC(茨城県東海村)
    • Year and Date
      2016-12-05 – 2016-12-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of X-ray microcalorimeters to hadronic-atom spectroscopy2016

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      International Symposium on Neutron Star Matter (NSMAT2016)
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-11-21 – 2016-11-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハドロンビーム環境下における 超伝導X線検出器の性能評価2016

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      計測システム研究会2016
    • Place of Presentation
      J-PARC(茨城県東海村)
    • Year and Date
      2016-10-13 – 2016-10-14
  • [Presentation] J-PARCにおけるK-ビームを用いた超伝導遷移端マイクロカロリメータの性能評価2016

    • Author(s)
      橋本直 et al.
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21 – 2016-09-24
  • [Presentation] High-resolution kaonic atom X-ray spectroscopy with transition-edge sensors2016

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      Applied Superconductivity Conference 2016 (ASC2016)
    • Place of Presentation
      Colorado Convention Center (Denver, USA)
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kaonic-atom x-ray spectroscopy with cryogenic detectors2016

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      International Workshop on Meson in Nucleus (MIN16)
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-07-31 – 2016-08-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Light Kaonic Atoms2016

    • Author(s)
      H. Tatsuno et al.
    • Organizer
      14th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction (MESON2016)
    • Place of Presentation
      Jagellonian University (Krakow, Poland)
    • Year and Date
      2016-06-02 – 2016-06-07
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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