2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new scintillation detector towards determination of the spin and parity of the KbarNN
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21K13952
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
山我 拓巳 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (80830306)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 原子核 / K中間子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、荷電中性のKbarNN状態がΛn対に崩壊する事象を捕らえるための中性子検出器と、荷電+eのKbarNN状態のΛp崩壊におけるスピン相関測定のための陽子偏極測定器が一体となった検出器の開発を進めている。検出器は中性子の検出及び陽子偏極測定のための２次散乱を引き起こすためのバルク層と、２次散乱陽子の散乱角度測定のためのトラッキング層の2層からなる。トラッキング層にはシンチレーションファイバーを用いることを検討したが、改めて行なったシミュレーションから見積もったトラッキング層の要求性能を満たすためには、膨大な量のシンチレーションファイバーおよびその読み出し用回路が必要となり、より現実的な検出器構成を考える必要が生じた。そこで、オーストリアのStefan Mayer Institute (SMI)の共同研究者らと議論・検討を進め、CERN COMPAS実験などで用いられているストローチューブ検出器をトラッキング層として用いることとした。ストローチューブは円筒の高さ方向(z軸)に並行に設置するが、この場合z位置分解能が1cm程度となってしまい要求性能を満たさない。そこで、２層のストローチューブをz軸に対して+/-5度程傾かせて設置することとした。この時、バルク層やより内側に設置するドリフトチェンバーとの干渉を避けるため、当初３層構造を検討していたバルク層を２層とすることとした。これにより要求性能を満たす中性子検出および陽子偏極測定が可能な検出器構成が得られた。
また、昨年度開発した中性子検出における信号事象と背景事象の分離手法を用いて既存データの解析を行い、KbarNN状態のπΛNもしくはπΣNに崩壊モードの測定を行い、その結果を論文としてまとめ投稿した(現在査読中)。[arXive:2404.01773]
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