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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Precise test of low energy QCD by measuring scattering lengths of pi+ pi- atoms -Lamb shift measurement of long lived pi+ pi- atoms in advanced DIRAC experiment -

Research Project

Project/Area Number 24340058
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

岡田 憲志  京都産業大学, 名誉教授 (90093385)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩下 芳久  京都大学, 化学研究所, 准教授 (00144387)
千葉 雅美  首都大学東京, 理工学研究科, 研究員 (60128577)
外山 政文  京都産業大学, コンピュータ理工学部, 教授 (60180189)
神谷 好郎  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (90434323)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
Keywordsππ原子 / ππ原子寿命測定 / ππ散乱長 / カイラル摂動計算 / QCD / ππ原子準安定P状態 / ラムシフト / πK原子
Outline of Annual Research Achievements

ππ散乱長の低エネルギーでの実験的測定は、色閉じ込め領域でのQCDの良い検証となる。π+π-原子(Aππ)の基底S状態の寿命測定は 散乱長差|a0 - a2|(添字isospin)を与える。この値を我々の実験で4%の精度で求めた。Aππの準安定P状態のラムシフトΔE∝(2a0+a2)測定を行うと、a0 とa2を分離して求めることができる。AππP状態が存在することを初めて観測し2015年に発表した。またπとK中間子からなる原子(Aππ)の散乱長測定は、ストレンジネスを含むクォーク間相互作用の低エネルギー領域での新たな知見を与える。
2016年度は以下の2項目を重点的に行った。
<論文作成>1.πK原子が存在することを初めて実験的に明らかにした。観測されたAπK原子は349±62個であった。この結果は2016年9月にPhys. Rev. Letters 117 (2016) に発表した。
2.AπΚの寿命測定と準安定Aππのラムシフト測定用にDIRACスペクトロメータを改造し、その詳細性能を2016年12月にNucl. Inst. Meth. A839 (2016)に発表した。
<CERN SPSでDIRAC実験を行うための実験趣意書> 2016年9月にCERNで"Physics Beyond Colliders Kickoff Workshop"が開催された。コライダー実験とは相補的な観点でPS・SPSを使い素粒子物理の課題を新しい視点で捉える実験の提案WSである。このWSにDIRAC実験のAπK寿命測定と準安定Aππのラムシフト測定がSPSへの実験提案として取り上げられ発表した。https://indico.cern.ch/event/523655/contributions/2246870/ 現在SPSC(CERNの実験採択委員会)に提出する実験趣意書を作成中である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

“DIRAC experiment observes new exotic atom”News on CERN COURIER Vol.56 No.8 (2016) 8

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] JINR, Dubna/IHEP, Protvino/Voronezh State University(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      JINR, Dubna/IHEP, Protvino/Voronezh State University
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] INFN, Sezione di Trieste Unit,Trieste/INFN, Laboratori Nazionali di Frascati(Italy)

    • Country Name
      Italy
    • Counterpart Institution
      INFN, Sezione di Trieste Unit,Trieste/INFN, Laboratori Nazionali di Frascati
  • [Int'l Joint Research] IFIN-HH,, Bucharest(Romania)

    • Country Name
      Romania
    • Counterpart Institution
      IFIN-HH,, Bucharest
  • [Int'l Joint Research] CERN, Geneva/Zurich University, Zurich/Basel University(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      CERN, Geneva/Zurich University, Zurich/Basel University
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] Czech Technical University, Prague/Nuclear Physics Institute ASCR, Rez/Institute of Physics ASCR, Prague(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Czech Technical University, Prague/Nuclear Physics Institute ASCR, Rez/Institute of Physics ASCR, Prague
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      3
  • [Journal Article] Upgraded DIRAC spectrometer at CERN PS for the investigation of ππ and πK atoms2016

    • Author(s)
      B. Adeva, L. Afanasyev(2), S. Aogaki(6), M. Chiba(11), Y. Iwashita(30), V. Karpukhin(31), M. Kobayashi(33), L. Nemenov(44), K. Okada(46), A. Ryazantsev(54), F. Takeutchi(61) et al, (total 71)
    • Journal Title

      Nucl. Inst. And Meth. in Phys. Res. A

      Volume: A839 Pages: 52,85

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2016.07.049

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Observation of π-K+ and π+K- Atoms2016

    • Author(s)
      B. Adeva, L. Afanasyev(2), S. Aogaki(6), M. Chiba(10), Y. Iwashita(25),V. Karpukhin(26), M. Kobayashi(28), L. Nemenov(39), K. Okada (41), A. Ryazantsev(49), F. Takeutchi(55) et al, (total 64)
    • Journal Title

      Phys. Rev. Letters

      Volume: 117 Pages: 112001 1,6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.112001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] First observation of π-K+ and π+K- atoms, their lifetime measurement and πK scattering length evaluation2016

    • Author(s)
      L. Afanasyev
    • Organizer
      38th Int. Conf. on High Energy Physics
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2016-08-03 – 2016-08-10
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Welcome to DIRAC

    • URL

      http://dirac.web.cern.ch/DIRAC/

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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