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原子核中における中間子質量変化の系統的測定によるハドロン質量起源の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H05235
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分B
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

四日市 悟  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (20360670)

研究分担者 成木 恵  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00415259)
森野 雄平  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (50715240)
研究期間 (年度) 2018-06-11 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
196,040千円 (直接経費: 150,800千円、間接経費: 45,240千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
2020年度: 47,580千円 (直接経費: 36,600千円、間接経費: 10,980千円)
2019年度: 39,000千円 (直接経費: 30,000千円、間接経費: 9,000千円)
2018年度: 72,670千円 (直接経費: 55,900千円、間接経費: 16,770千円)
キーワード実験核物理 / 放射線検出器 / GEM / 電子検出器 / 量子色力学 / 質量変化 / 有限密度 / 飛跡検出器 / 原子核物理 / カイラル対称性 / 放射線X線粒子線 / 原子核物理(実験) / 放射線 X 線粒子線
研究成果の概要

ハドロン質量起源の実験的検証をめざし、中間子の原子核中での質量変化を検出するため、J-PARCに電子陽電子対測定用のスペクトロメータを完成し、試運転に成功した。この建設に際して、GEMを用いた二種類の検出器すなわちGEM飛跡検出器とハドロンブラインド電子検出器の量産をおこない、国際協力もふくめ読出回路の開発と量産も行った。 試運転により、スペクトロメータが設計性能を満たしていることが確認されたが、一方、データ収集に悪影響を与えるビームの時間的微細構造が発見された。J-PARCスタッフとの協力によるその低減と、データ収集システムの改良によってそれを克服し、物理データ収集の開始が可能になった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒッグス粒子のみでは説明できない ハドロン(陽子、中性子等)の質量の起源についての実験的証拠を得るため、原子核中での中間子質量変化の測定実験を立案し、準備を整えた。今後J-PARCでビームタイムを得て十分な統計量を蓄積することにより、φ中間子の質量変化について、ハドロン物性研究のさきがけとなる世界随一のデータが得られると期待する。

評価記号
事後評価所見 (区分)

A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった

評価記号
中間評価所見 (区分)

A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる

報告書

(11件)
  • 2024 事後評価(所見) ( PDF )
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 研究概要(中間評価) ( PDF )   実績報告書   中間評価(所見) ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (63件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 19件、 招待講演 18件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] cern(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾 Academia Sinica(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Commissioning Runs of J-PARC E16 Experiment2023

    • 著者名/発表者名
      M.Ichikawa,..,Y.Morino,et,al
    • 雑誌名

      Acta Phys.Polon.Supp

      巻: 16 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.5506/aphyspolbsupp.16.1-a143

    • 関連する報告書
      2022 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] Commissioning of the electron identification system for Dilepton measurement in pA collisions at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      S. Nakasuga, M. Ichikawa, M. Naruki, H. Sako, S. Sato, et al.,
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1041 ページ: 167335-167335

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167335

    • 関連する報告書
      2022 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] Towards the Measurement of the Mass Modifications of Vector Mesons in a Finite Density Matter2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, K. Ebata, M. Ichikawa, S. Nakasuga, M. Naruki, H. Sako, S. Sato, et al,
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica A

      巻: 142 号: 3 ページ: 399-404

    • DOI

      10.12693/aphyspola.142.399

    • 関連する報告書
      2022 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] Data Acquisition System in the First Commissioning Run of the J-PARC E16 Experiment2021

    • 著者名/発表者名
      T.N. Takahashi 他28名
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science

      巻: 68 号: 8 ページ: 1907-1911

    • DOI

      10.1109/tns.2021.3087635

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hadron blind Cherenkov counters2020

    • 著者名/発表者名
      Tserruya I.、Aoki K.、Woody C.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 970 ページ: 163765-163765

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.163765

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of Vector Meson Mass in Nuclear Matter at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Ashikaga Sakiko et.al.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 26 ページ: 1-5

    • DOI

      10.7566/jpscp.26.024005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trigger Merging Module for the J-PARC E16 Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      M.Ichikawa, K. Aoki, M. Naruki et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science

      巻: 66 号: 8 ページ: 2022-2022

    • DOI

      10.1109/tns.2019.2928561

    • 関連する報告書
      2019 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] Experimental study on the spectral change of vector mesons in nuclear medium at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      K.Aoki
    • 学会等名
      第8回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of continuous readout electronics for precise measurement of dielectron spectra at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      T.N.Takahashi
    • 学会等名
      第8回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of φ-meson spectral change in medium in pA reactions at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      S. Nakasuga
    • 学会等名
      Workshop Exotic Hadrons in Vacuum & Matter
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of spectral change of vector mesons in nuclear matter at finite density2023

    • 著者名/発表者名
      S.Yokkaichi
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16実験で用いるシリコンストリップ検出器のための読み出し回路開発2023

    • 著者名/発表者名
      山口佳奈子
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Experimental investigation of in-medium spectral change of vector mesons at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      青木和也
    • 学会等名
      J-PARC ハドロン研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Commissioning runs of J-PARC E16 experiment performed in 2020-212022

    • 著者名/発表者名
      M. Ichikawa
    • 学会等名
      Quark Matter 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC E16実験のDAQの現状と課題2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 智則
    • 学会等名
      RCNP研究会「原子核実験の次世代データ収集システム基盤開発にむけて
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mass modifications of vector mesons in a finite density matter2022

    • 著者名/発表者名
      K.Ozawa
    • 学会等名
      4th Jagiellonian symposium on Advances in Particle Physics and Medicine
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental study of in-medium spectral change of vector mesons at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Reimei Workshop: Polarization phenomena and Lorentz symmetry violation in dense matter 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental study of in-medium spectral change of vector mesons in nuclear medium at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Baryons 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC E16 実験シリコンストリップ検出器の読み出し回路の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山口佳奈子
    • 学会等名
      計測システム研究会 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Commissioning of a hadron blind detector for dielectron measurement in pA reactions at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kanno
    • 学会等名
      MPGD2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of spectral change of vector mesons in nuclear medium at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kanno
    • 学会等名
      2nd International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Commissioning of the Electron Identification System for Dilepton Measurement in pA Collisions at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      S. Nakasuga
    • 学会等名
      VCI2022 (The 16th Vienna Conference on Instrumentation)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC E16 has started --spectral change of vector mesons in nuclei--2022

    • 著者名/発表者名
      S.Yokkaichi
    • 学会等名
      Reimei Workshop "Hadrons in dense matter at J-PARC"
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16実験Run0における GEM飛跡検出器実機の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      村上 智紀
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回 年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC E16実験のための鉛ガラスカロリーメータの性能評価"2022

    • 著者名/発表者名
      中須賀さとみ
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回 年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC E16実験コミッショニングランの結果2022

    • 著者名/発表者名
      市川 真也
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回 年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC高運動量ビームラインを用いた原子核密度中におけるφ中間子質量スペクトルの測定2022

    • 著者名/発表者名
      村上 智紀
    • 学会等名
      J-PARCハドロン研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有限密度媒質中でのクォーク相関の解明に向けたレプトン対精密測定2021

    • 著者名/発表者名
      高橋智則
    • 学会等名
      第6回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Construction and operation of Gas Electron Multiplier Tracker for the J-PARC E16 Experiment in Run02021

    • 著者名/発表者名
      T. N. Murakami
    • 学会等名
      2021 virtual IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC E16 実験の計測システムの現状と課題2021

    • 著者名/発表者名
      高橋智則
    • 学会等名
      計測システム研究会 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study of spectral change of vector mesons in nuclear medium at J-PARC2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kanno
    • 学会等名
      Hadrons in nucleus 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16実験GEM飛跡検出器トリガ用信号読出回路の対放電保護2021

    • 著者名/発表者名
      近藤 丈仁
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC E16実験におけるGEM飛跡検出器の建設及び実機の性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      村上 智紀
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MRPC production and performance evaluation for J-PARC E162021

    • 著者名/発表者名
      佐甲 博之
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Data acquisition system in Run0 of the J-PARC E16 experiment2020

    • 著者名/発表者名
      T. N. Takahashi
    • 学会等名
      RT2020 (22nd IEEE Real Time Conference)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study of chiral properties in a finite density medium at J-PARC2020

    • 著者名/発表者名
      小沢恭一郎
    • 学会等名
      第5回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DAQ and circuit in the J-PARC E16 experiment2020

    • 著者名/発表者名
      S. Yokkaichi
    • 学会等名
      計測システム研究会 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16実験のための電子識別検出器の性能評価II2020

    • 著者名/発表者名
      中須賀さとみ
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC E16実験におけるMRPCとスタートカウンタ試験機の性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      佐甲博之
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC E16 実験のための, MRPC を用いたハドロン粒子識別装置の研究開発2020

    • 著者名/発表者名
      喜屋武奨之
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of the spectral change of Vector mesons in nuclei at the high-momentum beam line in J-PARC HEF2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yokkaichi
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] E16 experiment at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      K.Aoki
    • 学会等名
      A Workshop on Heavy Flavor and Dilepton Production in Relativistic Heavy-Ion Collisions(HeFe2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16 実験のためのMRPCを用いたハドロン粒子識別装置の研究開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 進
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Hadron Identification Detector Using MRPC for J-PARC E16 Experiment (poster presentation)2019

    • 著者名/発表者名
      S.Sato
    • 学会等名
      Quark Matter 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量の起源2019

    • 著者名/発表者名
      青木 和也
    • 学会等名
      ELPH Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E16 実験に向けた飛跡検出器の開発および性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      村上 智紀
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回 年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Trigger Merging Module for the J-PARC E16 Experiment2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ichikawa
    • 学会等名
      RT2018 (21st IEEE Real Time Conference)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子核中でのベクトル中間子の質量変化の測定2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yokkaichi
    • 学会等名
      原子核中におけるハドロンの性質とカイラル対称性の役割(ELPH研究会C023)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Status of J-PARC E16 experiment -- Vector meson spectra in nucleus --2018

    • 著者名/発表者名
      K.Ozawa
    • 学会等名
      Hawaii 2018 (5th joint meeting of JPS and APS-DNP)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental investigation on in-medium spectral change of vector mesons at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Hadron structure and interaction in dense matter
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measurement of vector meson mass in nuclear matter at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ashikaga
    • 学会等名
      QNP2018 (The 8th International Conference on Quarks and Nuclear Physics)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] J-PARC E16 Experiment

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公開日: 2018-06-12   更新日: 2025-02-04  

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