2019 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated study in very forward productions in high energy cosmic ray interactions by colliders
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18H01227
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 雄二 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 先任研究員 (00360545)
毛受 弘彰 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (10447849)
さこ 隆志 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 素粒子実験 / 原子核実験 / 衝突型加速器 / ハドロン相互作用 / 空気シャワー / ニュートリノ / 国際協力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度もLHCf実験、RHICf実験での宇宙線ハドロン相互作用データの解析を進めながら、ハドロン相互作用の空気シャワー発達、大気ニュートリノ生成などへのインパクトなど周辺領域の開拓に努めた。
LHCf実験の解析について、13TeV陽子陽子衝突からの超前方中性子生成の解析を進めた。さらにATLAS実験との共同解析を進めている。また、RHICf実験については、510GeV陽子陽子衝突からの超前方ガンマ線スペクトルの解析の準備を行い、検出効率の導出を行った。空気シャワー発達の理解については、超前方粒子生成に大きく寄与しているタイプの異なる回折散乱の割合が、空気シャワー観測の測定量にどのように影響しているか定量的に検討した。回折散乱は理論的な取り扱いが難しく、不定性が大きい過程である。この過程を単側回折、両側回折、中央回折、非回折散乱のそれぞれに分け、空気シャワー発達をCorsikaシミュレーションを用いて調べた。これらの結果は、2019年7月に米マディソンで開催された宇宙線国際会議2019で発表された。
高エネルギー宇宙線ハドロン相互作用、空気シャワー生成、大気ニュートリノ実験、加速器ニュートリノ実験の４分野の専門家が集まり、大気ニュートリノフラックスモデルの高度化とそれを用いたサイエンスを議論するInternational Workshop on Atmospheric Neutrino Production (WANP)第２回を開催した。当初は2020年３月に対面開催する予定であったが、コロナ禍のため2021年1月12-13日にオンライン開催となった。この会議では、大気ニュートリノモデル構築の最新状況の報告の他、関連するCERN-PSなどでの固定標的実験の検討が行われた。
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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
LHCf実験、RHICf実験のデータ解析の進捗について、ATLAS実験との共同解析結果の導出について、当初の予想よりも時間がかかっている。また、RHICf実験については、偏極陽子陽子衝突での中性パイ中間子生成の非対称性の解析は進展しているものの、超前方光子、中性子エネルギースペクトルの導出にはまだ至ってない。一方で、空気シャワー発達や大気ニュートリノ生成といった、周辺分野の開拓やネットワークづくりについては、当初の計画以上に順調に進展している。これらを合わせて総合的に判断すると、全体の進捗状況は概ね順調に進展している、と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
LHCf実験、RHICf実験のデータ解析を加速し論文成果へとつなげる。また、2021年に予定されるCERN SPSでのLHCf実験のテストビーム実験、および2022年予定の14TeV陽子陽子衝突でのデータ取得に向けた準備も開始する。これらの推進のために研究員雇用を視野に入れ、必要なマンパワーの確保に努める。また、大気ニュートリノフラックスモデリングと宇宙線相互作用研究との連携を進め、鍵を握るハドロン相互作用モデルについて理解を進める。
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| Remarks |
(3)(4)(5)について、2020年6月にRHICf実験の成果についてプレスリリースを行った。現時点でアクセス可能であるため2019年度の本報告書に含めている。
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[Journal Article] The LHCf experiment: recent physics results2019
Author(s)
Berti Eugenio、Adriani Oscar、Bonechi Lorenzo、Bongi Massimo、D'Alessandro Raffaello、Haguenauer Maurice、Itow Yoshitaka、Kasahara Katsuaki、Makino Yuya、Masuda Kimiaki、Menjo Hiroaki、Muraki Yasushi、Ohashi Ken、Papini Paolo、Ricciarini Sergio、Sako Takashi、et al.
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Journal Title
Proceedings of Science (ICHECP2018)
Volume: 207
Pages: 1-3
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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