2021 Fiscal Year Research-status Report
Search for the K-pn bound state, the isospin partner of the K-pp
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20K04006
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
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) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 反K中間子原子核 / 量子色力学(QCD) / KbarNN / KbarNNN / 大型ソレノイド検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、反K中間子と核子2個が束縛したK中間子原子核「KbarNN」束縛のうち、K-pn束縛状態(我々の発見したK-pp束縛状態のアイソスピン・パートナー)を探索し、K中間子原子核の構造を明らかにすることを目的とする。K-pn束縛状態はΛnへ崩壊すると予想されるため、効率の良い中性子検出が肝となる。
この目的のため、本研究において、次世代の実験に向けたプラスチック・シンチレーターとMPPCを用いた汎用性の高い中性子検出器の開発を進めている。本年度も引き続き、小型なMPPC読み出し(プリアンプ)回路一体型基板の性能評価を宇宙線を用いて行った。得た結果は現在解析中であり、まとまり次第日本物理学会等で発表を行う予定である。
軽いK中間子原子核の系統的な解明を目指した次世代実験に関しては、「KbarNNN」束縛状態の調査を目指したJ-PARC E80実験を提案、既にstage-1 approvalを得ている。E80実験では、4体のK中間子原子核であるK-ppn束縛状態を、K-4He->"K-ppn"n反応で生ずるK-ppn束縛状態のΛd及びΛpn崩壊を測定することを目指す。同じK-4He反応を用いたハイパー核生成実験であるJ-PARC T77実験(2020年)の解析において、我々はΛdn終状態の特定に成功し、Λd不変質量においてK-ppn束縛状態と思われる兆候を得た。現在結果の公表に向けて論文を用意中である。E80実験においてさらに詳細な検証を行うべく、現在大型超伝導ソレノイド電磁石を用いたスペクトロメーターの設計を進めている。
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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
本年度は、MPPCを用いた汎用中性子検出器の性能評価、次世代K中間子原子核のためのスペクトロメーターの設計と、概ね計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は以下の調査を進める。
・プラスチック・シンチレーターとMPPCを用いた汎用性の高い中性子検出器の完成に向け、引き続き宇宙線を用いて性能評価を進める。
・E80実験スペクトロメーターの設計を進め、建設の準備を行う。この大型超伝導ソレノイド電磁石を用いた検出器を用いた、次世代K中間子原子核実験の多角的な検討を展開してゆく。
・開発した中性子検出器について、また、T77実験で得られたΛdn終状態の結果に関して、学会や論文での発表を行っていく。
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| Causes of Carryover |
本年度に予定していた検出器の試作機開発が順調に進んだため、次年度使用額が生じた。
繰り越し分は、引き続き次年度に行う測定器開発や、成果発表のための旅費等に用いる計画である。
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