2019 Fiscal Year Research-status Report

Study of three nucleon force by continuous high intensity muon beam

Research Project

Project/Area Number	18K03676
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	高久圭二大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (30263338)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	LYSO / ZnS(Ag) / ホススイッチ
Outline of Annual Research Achievements	大阪大学核物理研究センターのAVFサイクロトロンの更新作業が長引く予定のため、J-PARCでのパルスビームでの実験を行う計画である。そのためにCsI(Tl)と比較してパルス幅の短い粒子識別可能な検出器の開発を行った。具体的にはLYSO+ZnS(Ag)という組み合わせによるホススイッチタイプの検出器である。LYSOの時定数は50ns、ZnS(Ag)の時定数は200nsであり、ZnS(Ag)をΔE検出器として、パルスシェイプによりΔEとE成分を分けて粒子識別する。これにより時定数が1μsのCsI(Tl)検出器での問題点をクリアする。 7月に京大複合原子力研究所にて11MeVライナックによる検出器のテスト実験を行った。10月に九大タンデムを使用した検出器のテスト実験を行った。 7月には、IPCのM2のViet君が修士論文として「Pulse shape discrimination for study muon capture on 3He experiment」というテーマで完成した。11月には九大学部4年生の永田君が、「九大タンデムにおけるZnS(Ag)-LYSO検出器の軽イオン識別能の評価」という題で、九州支部例会で発表した。また2月にはこのテーマで宮本君が修士論文として「3Heミューオン捕獲実験のための検出器開発と性能評価」を完成した。1月に行われた第10回MUON科学と加速器科学において「Heミュオン捕獲反応による三体力の研究と応用」というタイトルで講演した。 3月の日本物理学会で、「3Heミューオン捕獲実験のための検出器開発と性能評価II」というテーマで宮本君が講演した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初は大阪大学核物理研究センターの連続ミュオンビームを使用する計画で、プロポーザルも通っていたが、AVFサイクロトロンの更新作業が長引く予定のため、J-PARCでのパルスビームでの実験に切り替えた。そのため、従来計画していた検出器は使用できず、検出器の開発を行なうこととなった。AVFサイクロトロンが使用可能であれば、検出器のテスト実験も行えたのだが、できないので、手ごろなエネルギーと使い勝手の点で可能な実験施設を探して、交渉することによって、検出器のテスト実験を行うことができた。
Strategy for Future Research Activity	J-PARCでのプロポーザルが通ったので、2020年度に実験を行う予定である。 CsI(Tl)と比較してパルス幅の短い粒子識別可能な検出器の開発を行いLYSO+ZnS(Ag)という組み合わせによるホススイッチタイプの検出器系の整備を行い、実験を行う予定である。
Causes of Carryover	J-PARCでの実験申し込みが受理されず、旅費が使用できなかった。次年度は実験申し込みが受理されたので使用予定である。