原子核内におけるベクトル中間子の質量変化に関する系統的研究の展開

• Project/Area Number: 12J01196
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 川間 大介 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012 – 2014
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: J-PARC / ハドロン物理 / ベクトル中間子 / Geant4 / FPGA / 高運動量ビームライン / J-PARC E16 / GEM

Outline of Annual Research Achievements

本年度はJ-PARC E16実験のトリガーレートのシミュレーションおよびトリガー信号中継ボードのファームウェア開発を行った。E16実験はJ-PARCの大強度1次陽子ビームを直接固定標的に当てて原子核内でのφ中間子をはじめとしたベクトル中間子の質量を測定し、ハドロン質量の起源に迫ることが目的の実験である。トリガーレートのシミュレーションは前年度まで開発を行っていたGeant4というソフトウェアを元にしたモンテカルロシミュレーションで、主に標的で生成されたπ中間子起因のバックグラウンドが生成するダミートリガーについてシミュレーションを行った。E16実験ではφ中間子の質量スペクトルを十分な統計で測定する必要があるが、φ中間子の収量は実験のトリガーレート、即ちこのπ中間子起因のバックグラウンドによって決まるのでこの見積もりは非常に重要である。また、この見積もりをφ中間子の収量の見積もりと同時に行うことで予想されるスペクトルの形(主にS/N比)についても考察を行った。ファームウェアの方は前年度から引き続き行っていたもので、FPGAを用いたものである。今年度は実際の信号を用いてファームウェアの挙動を確認し、場合によって修正を加えるという作業を行った。このファームウェアを載せる回路の目的は高レートのトリガー信号を直接受け、それを後段のトリガーロジック作成用の回路に渡すことであるが、高レートな信号を扱っている故に想定外の動作に対して対処が必要である。このような例外処理の場合の動作について実際の信号で確認を行った。また、ファームウェア内のパラメータ(実際はレジスタの値)を制御するソフトウェアの開発も行った。特にチャンネル毎の遅延を調整する回路を作成して導入し、PCからイーサネットを通じて制御できるようにした。

Research Progress Status

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Experimental Investigation for Mass Modification of Vector Mesons at J-PARC (2014)
  • Author(s): D. Kawama, K. Aoki, Y. Aramaki, H. En' yo, H. Hamagaki, J. Kanaya, K. Kanno, A. Kiyomichi, Y. Komatsu, S. Masumoto, Y. Morino, H. Murakami, R. Muto, W.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 1 Pages: 013074-013074
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.013074
  • Peer Reviewed
• [Presentation] J-PARC E16実験に用いるGEM検出器の中性子耐性テストについて (2013)
  • Author(s): 川間大介
  • Organizer: 第10回Micro-Pattern Gas Detector研究会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2013-12-14
• [Presentation] Experimental investigation for Mass Modification Effect in Nuclei (J-PARC E16 experiment) (2013)
  • Author(s): 川間大介
  • Organizer: XV International Conference on Hadron Spectroscopy
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2013-11-07
• [Presentation] Experimental investigation for mass modification of vector mesons (J-PARC E16 experiment) (2013)
  • Author(s): 川間大介
  • Organizer: The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2013-07-18