2018 Fiscal Year Annual Research Report
New direction of research on baryon-baryon interactions by hyperon-proton scattering experiments
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18H03693
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三輪 浩司 東北大学, 理学研究科, 准教授 (50443982)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 実験核物理 / ストレンジネス核物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではシグマ陽子散乱実験及びラムダ陽子散乱実験にて散乱微分断面積を導出することにより、ΣN及びΛN相互作用を研究する。
本年度は、J-PARCハドロン実験施設 K1.8ビームラインにてシグマ陽子散乱実験(J-PARC E40)を実施した。本実験では大強度(10MHz)のπビームを用いてπ-p→K+Σ-反応を用いて、運動量を標識化したΣ-ビームを大量に生成し、液体水素標的周囲を取り囲む反跳陽子検出システム(CATCH)にて、Σ-p散乱で反跳された陽子を検出する。実験は6月に4日程度のビームタイムを使い、実験のコミッショニング及び物理データの収集を行なった。約2日の物理データ収集であったがこのデータの解析を行い、Σ-p弾性散乱事象及びΣ-p→Λn非弾性散乱事象をそれぞれ約150散乱事象を検出することに成功した。これは、過去の実験の統計を5倍程度上回る結果を得ることが出来、本研究手法の有効性を証明することに成功した。このコミッショニングデータの解析から、実験での改善点を洗い出し、2019年2月から始まるE40実験の残りのビームタイムにその改善を適用することで、さらに1日あたりの散乱事象数を1.5倍程度に改善することに成功した。この２月からのビームタイムでは、まずはΣ-p散乱実験の続きを行ない、最終的な散乱事象の統計が2000~3000イベントに改善されることが期待される。現在、収集したデータの解析を実施している。また2019年の4月から、Σ+p散乱実験が引き続き行われる予定である。
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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
予定されていたシグマ陽子散乱実験を計画通りに遂行することが出来た。また6月に収集したテストデータでΣ-p散乱事象の同定に成功し、予想していたのと同程度の統計数の散乱事象を得ることが出来たため、本研究で用いた実験手法が非常に有効であったことを示すことが出来た。この成功を持って、残りのビームタイムを2~3月にかけて実施することが出来たため、このビームタイムで、さらに10倍程度の散乱事象数を得られていることが期待できる。また当初計画していたように、Σ-p散乱実験終了に引き続いて、Σ+p散乱実験を開始することが出来た。このΣ-p散乱及びΣ+p散乱の両断面積の導出からΣN相互作用の解明に重要なデータを与えることが出来ると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H31年度は、引き続きΣ+p散乱実験をJ-PARC K1.8ビームラインにて実施し、5月のうちに実験を終了する予定である。そして収集したデータの解析を行い、Σ-p及びΣ+p散乱事象の同定及び、断面積の導出を行なっていく。出来る限り早く結果をまとめて論文として発表したいと考えている。それとともに理論研究者を交えて、実験データからΣN相互作用の解明を行なっていくことが必要となる。
また、シグマ陽子散乱実験ののちに、ラムダ陽子散乱実験を計画している。この実験のシミュレーションを用いて実験の最適化を行う予定である。
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