アクティブ標的を用いたS=-2ハイパー核の精密分光

• 研究課題/領域番号: 16H02186
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 永江 知文 京都大学, 理学研究科, 教授 (50198298)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円); 2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2018年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円); 2017年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2016年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
• キーワード: ハイパー核 / ストレンジネス / J-PARC / 原子核実験 / 磁気スペクトロメーター / グザイハイパー核 / 実験核物理

研究成果の概要

ストレンジネス量子数-2をもつ原子核について(K-,K+)反応を用いて探索を行った。既存の磁気スペクトロメーターを使って取得した6 MeVのエネルギー分解能を持つ実験データの解析をすすめることにより、グザイ・ハイパー核の束縛状態を観測することに成功した。この結果は、分解能14 MeVで以前に取られた米国ブルックヘブン研究所の結果と一致している。一方、分解能が三倍近く改善したことにより、昔のデータでは観測できなかった二重ラムダハイパー核の励起状態と考えられる励起も観測された。よりエネルギー分解能を向上するためのアクティブ標的の開発にも成功し、2 MeVでの新しい実験データの取得を準備している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

通常の物質はアップとダウンという二種類のフレーバーのクォークから形成されている。ところが、中性子星と呼ばれる超高密度の星のコア部では、ストレンジネスという三番目に軽いフレーバーを含む物質が重要な役割を果たしていると考えられている。大強度陽子加速器J-PARCではそのような物質の研究が進められている。観測が進められる中性子星連星合体からの重力波は、中性子星の内部構造を明らかにしてくれると期待されている。 また、この合体事象は鉄より重い重元素の合成が起きているサイトとしても注目されている。スーパーコンピューターを駆使した大規模計算と組み合わせて我が国で高密度ハドロン物質の研究が切り拓かれている。

研究成果

• [国際共同研究] INFN Trino/UNIV. Trino(イタリア)
• [国際共同研究] INFN Trino(イタリア)
• [国際共同研究] Korea University/Seoul National University(韓国)
• [国際共同研究] INFN Torino(イタリア)
• [国際共同研究] JINR Dubna(ロシア連邦)
• [国際共同研究] Korea University/Seoul National University(韓国)
• [国際共同研究] Hampton University(米国)
• [国際共同研究] INFN Torino(イタリア)
• [国際共同研究] JINR Dubna(ロシア連邦)
• [国際共同研究] Korea University/Seoul National University(韓国)
• [国際共同研究] Hampton University(米国)
• [雑誌論文] Observation of a Xi bound state in the 12C(K-,K+) reaction at 1.8 GeV/c (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 2130 ページ: 020015-020015
  • DOI: 10.1063/1.5118383
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spectroscopy of Nuclei with Multi-Strangeness by Using New S-2S Spectrometer at J-PARC (2017)
  • 著者名/発表者名: Gogami Toshiyuki、Nagae Tomofumi、他５０名
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 18 ページ: 011031-011031
  • DOI: 10.7566/jpscp.18.011031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Construction Status of a New Spectrometer S-2S for Spectroscopy of Multi-Strangeness Systems at J-PARC (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kanatsuki, Nobuaki Amano, Hiroyuki Ekawa, Toshiyuki Gogami, Erina Hirose, Yudai Ichikawa, Seigo Kato, Manabu Moritsu, Tomofumi Nagae, Hitoshi Takahashi, Toshiyuki Takahashi, Kohei Takenaka
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 17 ページ: 033008-033008
  • DOI: 10.7566/jpscp.17.033008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] J-PARC E70実験のためのアクティブ標的のの性能評価II (2020)
  • 著者名/発表者名: 原田健志、他１２名
  • 学会等名: 日本物理学会 第７５回年次大会
• [学会発表] Recent Progress on Strangeness Nuclear Physics at J-PARC (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: Congress of Canadian Association of Physicists
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Status and future perspectives of hypernuclear physics (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: HADRON2019, 16-21 Aug., 2019, Guilin, China
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Study of the baryon interaction by Xi-hypernuclear spectroscopy with the (K-,K+) reaction (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Gogami et al.
  • 学会等名: INPC2019, 29-July - 2-Aug., 2019, Glasgow, UK
  • 国際学会
• [学会発表] Progress in Strangeness Nuclear Physics at J-PARC (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: Asia Pacific Physics Conference (APPC14), 17-22 Nov., 2019, Kuching, Malaysia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New generation S=-2 spectroscopy opened with active fiber target (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Harada et al.
  • 学会等名: INPC2019, 29-July - 2-Aug., 2019, Glasgow, UK
  • 国際学会
• [学会発表] J-PARC E70実験のためのアクティブ標的のの性能評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 原田健志
  • 学会等名: 日本物理学会 2019年秋季大会
• [学会発表] J-PARC E70実験のためのアクティブファイバー標的の設計と開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 七村拓野
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] Observation of a Xi bound state in the 12C(K-,K+) reaction at 1.8 GeV/c (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: HYP2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Xi-hypernuclei at J-PARC (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: Few-Body 22 conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent progress at J-PARC: Xi-hypernuclei (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae
  • 学会等名: Joint meeting between APS and JPS DNP (HAW2018)
  • 招待講演
• [学会発表] Development of the S-2S spectrometer and the fiber target for high-resolution spectroscopic study of the Xi-hypernuclei (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nanamura
  • 学会等名: Joint meeting between APS and JPS DNP (HAW2018)
  • 国際学会
• [学会発表] アクティブ標的のためのシンチレーティングファイバーの性能評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越川亜美
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] Spectroscopic study of Xi hypernucleus by using the 12C(K－,K+) reaction at J-PARC (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kanatsuki
  • 学会等名: Joint meeting between APS and JPS DNP (HAW2018)
  • 国際学会
• [学会発表] S-2S D1 電磁石の磁場測定 (2) (2017)
  • 著者名/発表者名: 七村拓野、永江知文、金築俊輔、市川真也、越川亜美、他５名
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] (K-,K+)反応を用いたΞハイパー核分光実験J-PARC E05 pilot run (3) (2017)
  • 著者名/発表者名: 金築俊輔 for the J-PARC E05 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] S-2S D1電磁石の磁場測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 七村拓野、後神利志、永江知文、金築俊輔、成木恵、他１１名
  • 学会等名: 日本物理学会 第７２回年次大会
• [学会発表] (K-,K+)反応を用いたΞハイパー核文既往実験J-PARC E05 のpilot run (2) (2016)
  • 著者名/発表者名: 金築俊輔
  • 学会等名: 日本物理学会 2016秋季大会
• [学会発表] Search for a Xi bound state in the 12C(K-,K+) reaction at 1.8 GeV/c (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagae Tomofumi
  • 学会等名: INPC2016
  • 国際学会
• [備考] Ulysses experiments
  • URL: http://ulysses.to.infn.it/indexeng.html