2020 Fiscal Year Annual Research Report
X-ray spectroscopy of kaonic deuterium atoms
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18H01237
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
橋本 直 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, 任期付研究員 (20732952)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐久間 史典 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (10455347)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | K中間子原子 / J-PARC / X線分光 / KbarN相互作用 / シリコンドリフト検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではJ-PARCハドロン実験施設でK中間子重水素原子のX線を世界初測定し、KbarN相互作用のアイソスピン依存性を理解することを目指している。
現在、令和元年度に行ったビームテスト実験の結果を元にK中間子ビームライン及びX線検出器周辺の両面において改善を加えることでK中間子重水素原子X線測定を実現すべく検討・検出器開発を進めている。
まずガス標的容器の外の真空中に設置していたシリコンX線検出器をガス標的容器を大きくし標的ガス中に設置することでX線の収量を増加させることが重要である。さらに本来の目的の1s準位への遷移X線に加え1~2 keVと低エネルギーの2p準位への遷移X線の測定を目指す。これにより2p準位へのX線との同時計測により2p->1s遷移X線をほぼバックグラウンド無しで測定ができると考えている。令和2年度は特に、信号線取り出し方法を中心に低温高圧対応の標的容器の開発を進めた。プリント基板を利用することで低温高圧での機密性を確保した信号取り出しが実現できる見込みが立ち実機のデザインを進めている。また、低エネルギーのX線を検出するためにはX線検出器の読み出しにおけるクロストークなどを低減する必要があり、専用の増幅回路等の改善を進めた。
さらに、現在実験を実施する予定のJ-PARC K1.8BRビームラインを短縮することでK中間子ビーム数を増やすことを検討している。令和2年度はビームライン改造後の空間線量の計算を開始するなど具体的な検討を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ビームライン及び検出器装置の改良計画が着実に進んでいる。しかし、実際のK中間子重水素実験のビームデータ取得まではまだステップが必要なため全体としてはやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き検出器装置、ビームライン改良の検討・開発を進める。
低温高圧の標的容器からの信号取り出しについてはクロストーク等も考慮した実機用のデザイン・試験を進める。シリコンX線検出器については数keV以上での動作は確立しているものの、今後1 keV程度までの低エネルギーのX線の検出を実際に行い性能評価をする。必要に応じて読み出し回路類の改良を行う。状況によってはミュオン原子などを用いたテスト実験を検討する。2p準位への遷移X線の検出を行う場合のセットアップの最適化をシミュレーションを用いて行う。
随時国内外の学会、会議、研究会等でプロジェクトの進行状況を議論する。
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