Solving puzzles in the baryon interaction through electron beam spectroscopy of few-body Lambda hypernuclei
| Project/Area Number |
18H01219
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
後神 利志 京都大学, 理学研究科, 助教 (20750368)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | ラムダ-核子相互作用 / ラムダハイパー核分光 / 電子散乱 / ラムダハイパー核 / 高精度分光 / 重粒子間力 / 荷電対称性の破れ / 重粒子相互作用 / 磁気分光器校正 / トリチウム標的 / 電子線分光 / 少数系原子核 / 高分解能分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度には当初の予定通り、トリチウム標的を用いたnnΛ状態の探索実験(Phase1実験)を米国・JLab Hall A において施行した。本実験中のオンライン解析において、水素標的からのラムダ・シグマ事象の確認をし、我々の実験装置システムが設計通り動作していることを明らかにしたこと等から、成功裡に物理データを取得したことを確認した。本実験では、JLab における超電導磁気分光器HRSを二台用いて散乱電子とK中間子を、運動量分解能 dp/p = 2E-4 (FWHM)、角度分解能 = 数 mrad といった高分解能で測定することを目指している。それらの目標分解能を達成するためには光学パラメタのち密な最適化が不可欠である。しかし、これらの光学パラメタの最適化の前に、本実験では入射電子ビーム軸上に長いガス標的を用たため、ビーム軸上のおける反応点の位置情報の再構成が解析上必要となる。私は高分解能・高精度でビーム軸上における反応点を導出するため、パラメタ空間を要求を満たす程度に拡張し、反応点校正用データを用いて校正を行い要求分解能で反応点を再構成することに成功した。この反応点情報を組み込む形で角度パラメタ空間の拡張を行い、シーブスリットと呼ばれる角度校正用プレートをスペクトロメータ上流に設置したデータを使って、散乱電子側の磁気分光器の角度パラメタの最適化に成功した。同手法を適応したK中間子側の磁気分光器の角度校正もスタートしている。また、標的セル等の物質を粒子が通過する際のエネルギー損失の見積もりをモンテカルロシミュレーションで行い、欠損質量再構成時の粒子のエネルギー損失補正を散乱角度等に依存する形で導入する必要があることを定量的に明らかにした。また、Phase2実験のLetter of IntentをJLab PACに提出したとともに、検出器コミッショニングを開始した。
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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
米国・JLab Hall Aにおいてトリチウム標的を用いたPhase1実験(nnΛ探索実験)の施行が計画通りに完了し、そのデータ解析も国際チーム一丸となって順調に計画通り進んでいる。
Phase2実験 (電子散乱を用いたA=3,4 ハイパー核精密分光) については、実験プロポーザルに近い形でLetter of Intentを用意し、JLab PAC 46に提出することによって、私たちの実験アイディアを JLab に示すとともに実験コラボレータと情報を詳細に共有することができた。これにより、令和元年度に Phase2 の実験プロポーザルを提出する地盤が整ったと言える。また、Phase2 実験で使用する粒子検出器のコミッショニングを国内外の学生と開始した。このコミッショニングを通して、我々が行う実験研究で不可欠なチームとしての連帯感と学生の知識・技術の向上を見ることができた。Phase2 実験では既存の磁気分光器の上流に新設磁石を設置する予定である。この磁石の設計方針を大きく変更したことが影響し、平成30年度に購入予定であったシーブスリット・コリメータの設計は令和元年度に行うよう方針を変更した。その代わり令和元年度に購入予定であったソフトウェアの購入を前倒しで進めることで、標的デザインの設計を行うための環境整備を平成30年度に完了するができた。以上のことから Phase2 実験研究も順調に進展しており、本研究全体としておおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Phase1 実験については引き続き解析チームを先導して nnΛ のデータ解析を進める。特に、エネルギーの校正と最終的な結果の系統誤差の見積もりについては、これまでの手法を本実験の光学系に適応させる形で慎重に行う。また、本実験では磁気分光器の運動量校正データとして水素ガス標的からラムダ・シグマ０の生成事象を取得した。このラムダ・シグマ０生成断面積はこれまでにデータのないエネルギー・角度領域でのデータである。これらの生成断面積を nnΛ とは独立に導出し、結果を論文として公表することも視野に入れる。
Phase2 実験については、令和元年度には新磁石の設計と一部の建設を完了させる。実験検出器は、引き続きコミッショニングを進める。また、令和元年度には Phase2 の実験プロポーザルを提出し、JLab PACから実験施行の承認を得るとともに、ビームタイムのスケジュールについての具体的な議論を JLab 側と進め、本研究の円滑な準備・施行への地盤を固めていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(12 results)
