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2019 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 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (00360587)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 真也  首都大学東京, 理学研究科, 助教 (40612073)
岡田 信二  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 協力研究員 (70391901)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsエキゾチック原子 / 実験核物理 / X線分光
Outline of Annual Research Achievements

K中間子ヘリウム原子X線分光実験(J-PARC E62)は、2018年にJ-PARCハドロン実験施設にて収集した物理データセットに対し、応答関数・エネルギー較正・イベント照合・隣接素子を用いたバックグラウンド低減のスタディ等、詳細な解析を行った。最終スペクトルではHe3標的及びHe4標的のデータについてそれぞれK中間子X線およそ200カウント、エネルギー分解能(FWHM@6 keV)およそ6 eVを達成する見込みである。現在、解析の最終段階で、印刷公表に向けて準備を進めている。

将来実験に向けた硬X線用TESの開発に関しては、共同研究先の米国国立標準技術研究所(NIST)において、試作製作・性能試験を実施した。吸収体には金を採用し、様々なサイズ(有効面積 0.3 ~ 0.6 mm^2 / pixel)・厚さ(0.6 ~ 1.8 μm)の吸収体に対し、分解能評価を行った。結果、比較的小さなサイズの吸収体においては、分解能ΔE(FWHM) < 10 eV @ 17.5 keV (Mo Kα)を達成し、大きなサイズの吸収体においても ΔE(FWHM) < 15 eV @ 17.5 keV という十分な性能が得られた。本試験結果を元に最終デザインを決定し、2021年内の完成を目指し実機製作を進めている。

Ξ原子X線分光実験(J-PARC E03)については、当初2019年度末のビームタイムを予定していたが、J-PARC主リングの磁石故障により前のE40実験がまだ終わっていないことから、遅れている。現在は2020年秋の実施を予定しているが、残念ながら新型コロナウイルスの影響を受けて、さらに遅れが出ることも予想されている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 4 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] 米国国立標準技術研究所 (NIST)(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      米国国立標準技術研究所 (NIST)
  • [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] 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
  • [Int'l Joint Research] シュテファンマイヤー研究所(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      シュテファンマイヤー研究所
  • [Journal Article] Integration of a TES-based X-ray spectrometer in a kaonic atom experiment2020

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02434-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coevolution of the Technology on Transition-Edge-Sensor Spectrometer and Its Application to Fundamental Science2020

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

      J. Low Temp. Phys.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02441-2

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Waveform Analysis of a 240-Pixel TES Array for X-Rays and Charged Particles Using a Function of Triggering Neighboring Pixels2020

    • Author(s)
      R. Hayakawa et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02449-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The modern era of light kaonic atom experiments2020

    • Author(s)
      C. Curceanu et al.
    • Journal Title

      Rev. Mod. Phys.

      Volume: 91 Pages: 025006

    • DOI

      10.1103/RevModPhys.91.025006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kaonic Atom Experiments at J-PARC2019

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 26 Pages: 023013

    • DOI

      10.7566/JPSCP.26.023013

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大強度ビーム環境下におけるゲルマニウム検出器読み出しシステムのFPGA回路を用いた高度化2020

    • Author(s)
      石川勇二
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会(名古屋、2020年)
  • [Presentation] Status and plan of E572019

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      Kaon Physics at DAΦNE, J-PARC, and SPring-8
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kaonic atom experiments at J-PARC2019

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      STRANEX: Recent progress and perspectives in STRANge EXotic atoms studies and related topics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TES-based X-ray spectroscopy of kaonic atoms2019

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      18th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kaonic atoms analyses of data for J-PARC2019

    • Author(s)
      T. Hashimoto et al.
    • Organizer
      Symposium on STrangeMatter: Kaonic Atoms research in Italy and Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coevolution of the Technology on Transition-Edge-Sensor Spectrometer and Its Application to Fundamental Science2019

    • Author(s)
      S. Yamada et al.
    • Organizer
      18th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] X-ray spectroscopy of exotic atoms at J-PARC2019

    • Author(s)
      K. Tanida
    • Organizer
      Theia-Strong2020 Workshop 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation status of measurement of X-rays from Ξ atom (J-PARC E03)2019

    • Author(s)
      M. Kanauchi
    • Organizer
      International School for Strangeness Nuclear Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of X ray spectroscopy of Ξ atom (J PARC E03)2019

    • Author(s)
      T.O. Yamamoto
    • Organizer
      Recent progress and perspectives in STRANge EXotic atoms studies and related topics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ξ原子X線測定実験(J-PARC E03)の準備状況2019

    • Author(s)
      叶内萌香
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会(山形、2019年)
  • [Presentation] High-precision X-ray spectroscopy of kaonic atoms with superconducting detector2019

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      3rd Jagiellonian Symposium on Fundamental and Applied Subatomic Physics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kaonic atom X-ray spectroscopy with superconducting detector2019

    • Author(s)
      S. Okada et al.
    • Organizer
      27th International Nuclear Physics Conference (INPC 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多素子超伝導転移端センサーが拓く量子ビームを用いた物理学実験2019

    • Author(s)
      岡田信二
    • Organizer
      日本学術振興会超伝導エレクトロニクス146委員会 第15回センシングシステム分科会/第18回通信・情報処理分科会 合同研究会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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