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超伝導X線検出器を用いたハドロン間相互作用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J07791
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)
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

橋本 直  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 任期付研究員

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードK中間子原子 / 超伝導検出器
研究実績の概要

本研究では、従来の半導体X線検出器より一桁以上良い分解能をもつ超伝導遷移端型マイクロカロリメータ(TES) を世界に先駆けてハドロン実験に導入し、J-PARCの大強度ビームと組み合わせることで、K-原子及びΞ-原子といったハドロニック原子の高精度X線分光を行う。これらの研究は低エネルギーQCDと中性子星の構造研究の飛躍的進展の鍵となると期待される。
本年度は、K中間子ヘリウム原子の2p軌道の強い相互作用によるエネルギーシフト及び幅をTESを用いて精密に測定するJ-PARC K1.8BRでの実験に向けた準備を進めた。まず、ハドロンビーム環境下でのバックグラウンド低減のためにグループトリガーによるのデータ取得およびその解析手法を開発や、標準より開口率の大きなシリコンコリメータや磁気シールドを搭載することに成功し検出器立体角向上させた。さらには液体ヘリウム標的システムやシリコンX線検出器と同じ真空槽での安定動作を確立しした。ビームライン検出器のデータ取得システムの更新など含め、K中間子原子X線の物理データ取得にに向けた実験準備はほぼ完了しており、2018年6月にビームタイムが割り当てられ物理データを取得できる見込みである。
さらには、将来のΞ原子実験を視野に100keV程度までの高エネルギーX線用TES検出器の開発へ向けた議論を進めた。Ξ原子実験はJ-PARC K1.8ビームラインで行うことが想定しており、同ビームラインでの経験を得るべく原子核乾板を用いたダブルハイパー核生成実験にも参加した。
また、K中間子原子に密接に関連する物理として、K中間子原子核探索実験のデータ解析を進めた。Λ(1405)に関する物理データ取得も行った。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 標準技術研究所(NIST)(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] SMI研究所(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] INFN-LNF(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Beamline Test of a Transition-Edge-Sensor Spectrometer in Preparation for Kaonic-Atom Measurements, HEATES Collaboration2017

    • 著者名/発表者名
      HEATES Collaboration
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 27 号: 4 ページ: 0-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2646374

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kaonic-Atom X-ray Spectroscopy with Superconducting Microcalorimeters2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto et al.
    • 雑誌名

      JPS Conf.Proc.

      巻: 17 ページ: 072001-072001

    • DOI

      10.7566/jpscp.17.072001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectroscopic Study of Hyperon Resonace Below KbarN Threshold via the d(K-, n) Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, S. Ajimura, T. Fukuda, H. Outa, A. Sakaguchi, T. Suzuki et al.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 17 ページ: 072003-072003

    • DOI

      10.7566/jpscp.17.072003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] J-PARC E15実験における前方核子を用いたKbarNN束縛状態の研究2018

    • 著者名/発表者名
      橋本直, 井上謙太郎、岩崎雅彦、川崎新吾、Yue Ma, 野海博之、大西宏明、岡田信二、應田治彦、佐久間史典、佐藤将春、谷田聖、山我拓巳、他
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] TES application to kaonic atom X-ray spectroscopy in a charged-particle beamline2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, S. Okada, S. Yamada, H. Tatsuno, K. Tanida, D.A. Bennett, W.B. Doriese, J.W. Fowler, G.C. O’Neil, C.D. Reintsema, D.R. Schmidt, D.S. Swetz, J.N. Ullom, et al.
    • 学会等名
      17th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kaonic nuclei studied via K- induced reactions at J-PARC2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, H. Asano, S. Enomoto, T. Hashimoto, M. Iwasaki, S. Kawasaki, Y. Ma, H. Noumi, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, Y. Sada, F. Sakuma, M. Sato, K. Shirotori, K. Tanida, M. Tokuda, T. Yamaga, Q, Zhang, et al.
    • 学会等名
      International Conference on Exotic Atoms and Related Topics (EXA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] K中間子原子X線実験(最近の話題)2017

    • 著者名/発表者名
      橋本直
    • 学会等名
      クォークから原子核、原子へと広がる物理
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ξ原子実験でのX線マイクロカロリメータ応用の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      橋本直
    • 学会等名
      第6 回「ストレンジネス核物理を考える会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] (K-,p) at E152017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto
    • 学会等名
      Kaon in atoms/nuclei at DAFNE and J-PARC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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