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

• 研究課題/領域番号: 12J04123
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 後神 利志 東北大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Spectroscopic research of Lambda Hypernuclei at JLab Hall C (2014)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1,013077
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.013077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prospects for hypernuclear physics at Mainz From KAOS0MAMI to PANDA0FAI (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Esser, et al.
  • 雑誌名: NUCLEAR PHYSICS A 巻: (In press) ページ: 519-529
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2013.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of the 7ΛHe Hypernucleus by the (e, e' K+) Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: S. N. Nakamura, et al.
  • 雑誌名: PHYSICS LEVIEW LETTERS 巻: 110 号: 1 ページ: 12502-12502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.012502
  • 査読あり
• [雑誌論文] The investigation of strangeness photoproduction in the threshold region at ELPH-Tohoku (2013)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 巻: 914 ページ: 69-73
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2013.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bucking coil implementation on PMT for active canceling of magnetic field (2013)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear instruments and Methods in Physics Research A 巻: 729 ページ: 816-824
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.08.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Light Hypernuclei by the(e,e'K^+)Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami for HKS-HES Collaboration
  • 雑誌名: Few-Body Systems 巻: 54 号: 1-4 ページ: 391-394
  • DOI: 10.1007/s00601-012-0397-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of γ d →π+π-d Reaction, in an Energy Region of 0.67 < E_γ < 1.08 GeV (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Kimura, et al.
  • 雑誌名: FEW-BODY SYSTEMS 巻: (IN PRESS)(掲載確定) 号: 7-10 ページ: 1319-1322
  • DOI: 10.1007/s00601-013-0674-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electro-Production of Light Lambda Hypernuclei (2013)
  • 著者名/発表者名: S. N' Nakamura, et al.
  • 雑誌名: FEW-BODY SYSTEMS 巻: (IN PRESS)(掲載確定)
  • DOI: 10.1007/s00601-013-0688-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] The frontiers of the virtual photons program at MAMI (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Sfienti, et al.
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 37 ページ: 1015-1015
  • DOI: 10.1051/epjconf/20123701015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unpolarized and polarized elementary kaon electroproduction cross sections measured at MAMI (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Achenbach, et al.
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 37 ページ: 6004-6004
  • DOI: 10.1051/epjconf/20123706004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strange hadronic physics in electroproduction experiments at MAMI Microtron (2012)
  • 著者名/発表者名: P.Achenbach
  • 雑誌名: NUCLEAR PHYSICS A 巻: 19174 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2012.01.008
  • 査読あり
• [学会発表] CEBAFにおける中重Aハイパー核分光研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後神利志
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 神奈川, 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Analysis status of JLab E05-115 experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gogami
  • 学会等名: JSPS core-to-core seminar
  • 発表場所: Vila Lanna, Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] Electro-production cross section of Λ and Σ^0 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gogami
  • 学会等名: JSPS core-to-core seminar
  • 発表場所: Vila Lanna, Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] Lambda hypernuclear spectroscopy up to medium heavy mass number at JLab Hall-C (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gogami
  • 学会等名: Fourth International Conference on Nuclear Fragmentation (NUFRA2013)
  • 発表場所: Hotel Fantasia Deluxe, Kemer, Turkey
  • 年月日: 2013-10-02
• [学会発表] JLabにおける中重ラムダハイパー核分光研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後神利志
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知, 高知大学
  • 年月日: 2013-09-23
• [学会発表] Spectroscopic Research of Lambda Hypernuclei at JLab Hall C (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gogami
  • 学会等名: The 12^th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS (APPC12)
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba, Japan
  • 年月日: 2013-07-15
• [学会発表] 高品質電子線を用いた∧粒子生成の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後神利志
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島、広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 後神利志
  • 学会等名: 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
  • 発表場所: 仙台、東北大学
  • 年月日: 2013-02-21
• [学会発表] Analysis status of the lambda hypernuclear spectroscopic experiment at JLab Hall-C (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami
  • 学会等名: Second International School of Strangeness Nuclear Physics
  • 発表場所: Tokai/Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-02-16
• [学会発表] Lambda hypernuclear spectroscopy up to medium heavy mass number at Jefferson Lab (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami
  • 学会等名: HYP2012/JSPS core to core seminar
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2012-10-06
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 後神利志
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都、京都産業大学
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Lambda hypernuclear spectroscopy at JLab Hall-C (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami
  • 学会等名: VIII Tours Symposium on Nuclear physics and Astrophysics
  • 発表場所: Lenzkirch-Saig , Germany
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Electroproduction of K^+∧ at JLab Hall-C (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami
  • 学会等名: The 20^<th> International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2012-08-21
• [備考]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/strangeness/index-j.html
• [備考]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/core2core/
• [備考]
  • URL: http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/brain/