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K中間子ヘリウム原子のX線精密分光

研究課題

研究課題/領域番号 12J10213
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)
研究機関東京大学

研究代表者

橋本 直  東京大学, 大学院理学系研究科, 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 *注記
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K中間子原子 / K中間子原子核 / J-PARC / X線 / エキゾチックアトム / シリコンドリフト検出器
研究概要

K中間子ヘリウム3原子およびK中間子ヘリウム4原子の3d→2pX線のエネルギーを精密に測定して、反K中間子と原子核の間の強い相互作用について明らかにする実験を進めている。本実験はJ-PARCハドロンホールK1.8BRで行なわれるが、このビームラインでの先行するK中間子原子核探索実験と多くの共通の機器を使用する。当該年度はこのK中間子原子核探索実験に参加することによって、X線実験と共通であるK中間子ビームの調整や各種ビームライン検出器、崩壊粒子検出器の解析コードの開発を進めた。またもっとも軽いとされるK中間子原子核、K-pp束縛状態の探索を主に3He(K-,n)X欠損質量分布の解析を通して行った。その結果K-pp束縛領域に既知の1核子反応では説明できない信号強度を観測した。また他の実験が観測したと主張する100MeV程度の束縛に相対する状態は統計的に有意な強度では観測されなかったため、生成上限値を決定した。これらは反K中間子-核子相互作用の定量的な理解へ向けて重要なヒントとなりうる。この成果は国内学会、国内セミナー、国際会議等で発表した。
X線実験については当初予定のシリコンドリフト検出器に変えて超伝導遷移端(TES)型マイクロカロリメータを使用することとし、基礎的な研究を進めた。この検出器により6keVのX線に対して2~5 eV(F冊M程度と分解能を2桁向上されることができ、従来を凌駕する精密な測定が可能となる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

K中間子原子探索実験により目的とする反K中間子-核子相互作用について重要な物理結果を得ることができた。またX線実験と共通の検出器の解析コード開発が終了した。X線検出器についてはアップグレードができる目処がたった。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Asearch for the K-pp bound state in the 3He (K- in-flight, n) reaction at J-PARC2014

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, et al. (J-PARC E15 collaboration)
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 66 ページ: 9008-9008

    • DOI

      10.1051/epjconf/20146609008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The K1.8BR spectrometer system at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      K. Agari, et al.
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 02B011 号: 1 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1093/ptep/pts039

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a liquid 3He target for experimental studies of antikaon-nucleon interaction at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      M. Iio, et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A

      巻: 687 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.nima.2012.05.080

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] K-PP bound-state search via the ^3He (K-, n) reaction at 1GeV/c2014

    • 著者名/発表者名
      橋本直
    • 学会等名
      第11回ハドロンスクエア
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2014-03-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC K1.8BRビームラインにおける液体3He標的へのK-ビーム照射実験(2)2013

    • 著者名/発表者名
      橋本直
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学(高知県)
    • 年月日
      2013-09-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A search for the K-pp bound state in the 3He (inflight-K-, n) reaction at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Hashimoto
    • 学会等名
      The 25th International Nuclear Physics Conference (INPC 2013)
    • 発表場所
      フィレンツェ(イタリア)
    • 年月日
      2013-06-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Precision Spectroscopy of Kaonic Helium x-rays at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto
    • 学会等名
      The 20th international IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics (FB20)
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)(ポスター)
    • 年月日
      2012-10-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC K1.8BRビームラインスペクトロメータの性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      橋本直
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Precision Spectroscopy of Kaonic Helium x-rays at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2012)
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2012-08-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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