2019 Fiscal Year Research-status Report
study of the quark counting rule in the transition region from non-perturbative QCD to perturbative QCD
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18K03674
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
住浜 水季 岐阜大学, 教育学部, 准教授 (10396426)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ハドロン光生成反応 / シンチレーション検出器 / 光センサー / エキゾチックバリオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大型放射光施設スプリングエイトのレーザー電子光施設LEPS-1とLEPS-2にて、非摂動QCDから摂動QCDへ移行する２～３GeVの光子ビームを用いたハドロン光生成反応の実験を遂行した。
LEPS-1では、直線偏向ビームを用いたデータの解析が進めた。水素標的と重水素標的の中間子光生成反応の断面積を測定し、エネルギー依存性をみることで、この領域でのクォークカウンティング則の検証を行っている。また、円偏向ビームを用いた実験を行うため、設備を整え試験を行った。円偏向ビーム生成のために波長板を用意し、円偏向の偏極度測定と、右巻き・左巻きの識別測定を行った。その結果、直線偏極度が２％と、無偏極に近い状態が作られ、実験に使用できることが分かった。さらに、右巻き、左巻き偏極も識別できることが分かった。さらに、標的位置でのビームの形状をMPPCアレイで測定し、直線偏向ビームと比較して、広がりも、位置も変更がなく、これまで通りの検出器の配置で円偏向ビームを使用できることが分かった。
LEPS-2では、新型のスタートカウンターを設置し、物理データの取得を始めることができた。スタートカウンターには複数個のMPPCを光センサーとして使用している。前年度作成したスタートカウンターは、粒子の入射位置によって時間分解能が変わること、チェレンコフ光によって到達時間にずれが生じることが分かっており、改良が必要であった。そこで、MPPCの接続方法を改良し、チェレンコフ光を遮断するためのUVカットフィルターを挿入した。この新型スタートカウンターに、直接、電子ビームを照射して時間分解能を測定したところ、位置依存はなくなり、120 ps程度の分解能を達成できた。
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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
LEPS-1の解析については、各検出器の性能評価やキャリブレーションが行われ、おおむね順調である。新たに使用する円偏向ビームも生成することができ、その偏極度も評価できた。
LEPS-2の実験の進捗状況は、ビームを用いたコミッショニングランが進行している。データ収集も行われ、そのデータを用いた性能評価や解析プログラムの開発も進めている。MPPCを用いた検出器開発も行うことができた。MPPCはスタートカウンターに使用することができ、十分な性能も得られることが分かり、汎用性に優れた検出器であることがわかった。
スタートカウンターにMPPCを使用し必要な時間分解能が得られたことで、一定の目的を達成できた。また、LEPS-2で行われたBGOegg検出器を用いた実験データから、中性パイ中間子光生成反応の結果が得られ、論文発表した。これまでにLEPS-1で得られた前方でのデータに加え、今回工法でのデータが得られたことで、中間子光生成反応の機構解明、さらに未発見のバリオンの研究が発展することが期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
LEPS-1でのデータ解析を進める。キャリブレーション等の検出器の性能評価を終えることができたので、物理の結果を算出し、論文にまとめる。円偏向ビームの生成に成功したので、偏極標的を設置し、実験を行う。偏極標的はまだ、課題もあるが、LEPSー1に設置しビームを照射し、データ取得を始めたい。
LEPS-2では、ハドロン光生成反応でスタートカウンターの時間分解能を評価する。電子ビームでの時間分解能の評価は終わったので、実際に使用するLEPS2スペクトロメータに設置し、ほかの検出器との整合性も鑑みながら、性能評価を行う。
ビームプロファイルモニターをMPPCアレイで制作する。MPPCアレイと、モニター用の読み出し回路であるEASIROCを購入したので、放射線源を用いて試験を行い、その後ビームテストを行う。長時間ビームに曝露するので、耐久性も試験し、モニターとしての性能評価を行う予定である。また、データ取得されているので、解析プログラムの開発を進める。
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| Causes of Carryover |
MPPCアレイとビームプロファイルモニターを購入したが、制作、試験が遅れたため、次年度に試験を行いたい。学会発表などの会議での成果発表も本年度できなかったので、次年度に繰り越したい。円偏向の試験は終わったが、それをもちいた実験はまだおこなわれておらず、次年度に持ち越されたため。
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