高品質電子ビームを用いた中重質量数領域に及ぶΛハイパー核の精密分光研究

• Project/Area Number: 12J04123
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: 後神 利志 東北大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2012 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ラムダハイパー核 / エネルギースケールの較正 / 系統誤差 / 荷電対称性の破れ / ラムダ粒子の糊効果 / (e,e'K^+)反応 / 逆輸送行列の最適化 / 素過程p(e,e'K^+)Λ,Σ^0

Research Abstract

米国・ジェファーソン研究所で行った、ラムダハイパー核分光実験で取得した^7_AHe、^<10>_ABe、^<12>_AB、^<52>_AVのデータ解析を行った。データ解析にあたり、特に重点的に行ったのは以下の二点である。
1. エネルギースケールの絶対値の較正
エネルギー較正用に取得したA・Σ^0データを用いて、磁気スペクトロメータ系の逆輸送行列を最適化することによりエネルギースケールの最適化を行った。これにより、設計した磁気スペクトロメータの従来の運動量分解能であるΔp/p～2×10^-4を引き出すことに成功した。この成果から、sub-MeV (F㎜)の分解能でラムダノ・イパー核の核構造を分光することに成功した。
2. データによって得られるA粒子の束縛エネルギーの系統誤差の見積もり
実データ解析のみでは導くことが不可能であるエネルギースケールの較正の過程に起因する系統誤差をモンテカルロシミュレーション(Geant4)を用いて見積もった。このシミュレーション内では、スペクトロメータのアクセプタンス・検出器の分解能・ビームのエネルギースプレッド・標的中の粒子のエネルギーストラグリング等、考慮すべき効果を含んでいる。これにより、本研究で得られる束縛エネルギーの系統誤差が0.11MeV、励起エネルギーの系統誤差を0.05MeVであると見積もった。
以上の解析により得られたラムダハイパー核の結果から、ラムダー核子間の荷電対称性の破れやラムダ粒子の糊効果等の議論を、クラスターモデル計算・シェルモデル計算等の理論計算と突き合わせて定量的に行った。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Spectroscopic research of Lambda Hypernuclei at JLab Hall C (2014)
  • Author(s): T. Gogami, P. Achenbach, A. Ahmidouch, I. Albayrak, D. Androic, A. Asaturyan, R. Asaturyan, O. Ates, P. Baturin, R. Baudi, W. Boegiin, J. Bono, E. Brash, P. Carter, C. Chen, A. Chiba, E. Christy, M. Dalton, S. Danaaoulian, R. De Leo, et al.
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 1,013077
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.013077
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prospects for hypernuclear physics at Mainz From KAOS0MAMI to PANDA0FAI (2013)
  • Author(s): A. Esser, et al.
  • Journal Title: NUCLEAR PHYSICS A Volume: (In press) Pages: 519-529
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2013.02.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of the 7ΛHe Hypernucleus by the (e, e' K+) Reaction (2013)
  • Author(s): S. N. Nakamura, et al.
  • Journal Title: PHYSICS LEVIEW LETTERS Volume: 110 Issue: 1 Pages: 12502-12502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.012502
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The investigation of strangeness photoproduction in the threshold region at ELPH-Tohoku (2013)
  • Author(s): M. Kaneta, B. Beckford, P. Bydzovsky, T. Fujibayashi, T. Fujii, Y. Fujii K. Futatsukawa, T. Gogafi, Y. C. Han, O. Hashimoto, K. Hirose, K. Hosomi, R. Honda, A. Iguchi, T. Ishikawa, K. Kanda, Y. Kaneko, Y. Kasai, T. Kawasaki, C. Kimura, et al.
  • Journal Title: Nuclear Physics A Volume: 914 Pages: 69-73
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2013.05.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bucking coil implementation on PMT for active canceling of magnetic field (2013)
  • Author(s): T. Gogami, A. Asaturyan, J. Bono, P. Baturin, C. Chen, A. Chiba, N. Chiga, Y. Fujii, O. Hashimoto, D. Kawama, T. Maruta, V. Maxwell, A. Mkrtchyan, S. Nagao, S. N. Nakamura, J. Reinhold, A. Shichijo, L. Tang, N. Taniya, S. A. Wood, Z. Ye
  • Journal Title: Nuclear instruments and Methods in Physics Research A Volume: 729 Pages: 816-824
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.08.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of Light Hypernuclei by the(e,e'K^+)Reaction (2013)
  • Author(s): T.Gogami for HKS-HES Collaboration
  • Journal Title: Few-Body Systems Volume: 54 Issue: 1-4 Pages: 391-394
  • DOI: 10.1007/s00601-012-0397-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of γ d →π+π-d Reaction, in an Energy Region of 0.67 < E_γ < 1.08 GeV (2013)
  • Author(s): C. Kimura, et al.
  • Journal Title: FEW-BODY SYSTEMS Volume: (IN PRESS)(掲載確定) Issue: 7-10 Pages: 1319-1322
  • DOI: 10.1007/s00601-013-0674-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electro-Production of Light Lambda Hypernuclei (2013)
  • Author(s): S. N' Nakamura, et al.
  • Journal Title: FEW-BODY SYSTEMS Volume: (IN PRESS)(掲載確定)
  • DOI: 10.1007/s00601-013-0688-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The frontiers of the virtual photons program at MAMI (2012)
  • Author(s): C. Sfienti, et al.
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 37 Pages: 1015-1015
  • DOI: 10.1051/epjconf/20123701015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unpolarized and polarized elementary kaon electroproduction cross sections measured at MAMI (2012)
  • Author(s): P. Achenbach, et al.
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 37 Pages: 6004-6004
  • DOI: 10.1051/epjconf/20123706004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strange hadronic physics in electroproduction experiments at MAMI Microtron (2012)
  • Author(s): P.Achenbach
  • Journal Title: NUCLEAR PHYSICS A Volume: 19174 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2012.01.008
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CEBAFにおける中重Aハイパー核分光研究 (2014)
  • Author(s): 後神利志
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 神奈川, 東海大学
  • Year and Date: 2014-03-27
• [Presentation] Analysis status of JLab E05-115 experiment (2013)
  • Author(s): T. Gogami
  • Organizer: JSPS core-to-core seminar
  • Place of Presentation: Vila Lanna, Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2013-12-06
• [Presentation] Electro-production cross section of Λ and Σ^0 (2013)
  • Author(s): T. Gogami
  • Organizer: JSPS core-to-core seminar
  • Place of Presentation: Vila Lanna, Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] Lambda hypernuclear spectroscopy up to medium heavy mass number at JLab Hall-C (2013)
  • Author(s): T. Gogami
  • Organizer: Fourth International Conference on Nuclear Fragmentation (NUFRA2013)
  • Place of Presentation: Hotel Fantasia Deluxe, Kemer, Turkey
  • Year and Date: 2013-10-02
• [Presentation] JLabにおける中重ラムダハイパー核分光研究 (2013)
  • Author(s): 後神利志
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 高知, 高知大学
  • Year and Date: 2013-09-23
• [Presentation] Spectroscopic Research of Lambda Hypernuclei at JLab Hall C (2013)
  • Author(s): T. Gogami
  • Organizer: The 12^th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS (APPC12)
  • Place of Presentation: Makuhari Messe, Chiba, Japan
  • Year and Date: 2013-07-15
• [Presentation] 高品質電子線を用いた∧粒子生成の研究 (2013)
  • Author(s): 後神利志
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 広島、広島大学
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] JLabにおける高品質電子線を用いた∧ハイパー核分光研究 (2013)
  • Author(s): 後神利志
  • Organizer: 東北大学大学院理学研究科第六回六専攻合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台、東北大学
  • Year and Date: 2013-02-21
• [Presentation] Analysis status of the lambda hypernuclear spectroscopic experiment at JLab Hall-C (2013)
  • Author(s): T.Gogami
  • Organizer: Second International School of Strangeness Nuclear Physics
  • Place of Presentation: Tokai/Sendai, Japan
  • Year and Date: 2013-02-16
• [Presentation] Lambda hypernuclear spectroscopy up to medium heavy mass number at Jefferson Lab (2012)
  • Author(s): T.Gogami
  • Organizer: HYP2012/JSPS core to core seminar
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2012-10-06
• [Presentation] Labにおける高品質電子ビームを用いたラムダハイパー核分光実験の解析状況 (2012)
  • Author(s): 後神利志
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 京都、京都産業大学
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] Lambda hypernuclear spectroscopy at JLab Hall-C (2012)
  • Author(s): T.Gogami
  • Organizer: VIII Tours Symposium on Nuclear physics and Astrophysics
  • Place of Presentation: Lenzkirch-Saig , Germany
  • Year and Date: 2012-09-04
• [Presentation] Electroproduction of K^+∧ at JLab Hall-C (2012)
  • Author(s): T.Gogami
  • Organizer: The 20^<th> International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics
  • Place of Presentation: Fukuoka, Japan
  • Year and Date: 2012-08-21
• [Remarks]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/strangeness/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/core2core/
• [Remarks]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/brain/