| 研究課題/領域番号 |
20H01917
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
毛受 弘彰 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (10447849)
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| 研究分担者 |
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 超高エネルギー宇宙線 / ハドロン相互作用 / LHC / ストレンジメソン / LHC加速器 / カロリーメータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高エネルギーハドロン相互作用の理解は、超高エネルギー宇宙線の観測結果の解釈に不可欠なものであり、LHC実験による測定データが待ち望まれている。我々はこれまでLHC加速器の最前方領域測定実験であるLHCf実験を進めてきており、π0測定などを成功させて相互作用研究に貢献してきた。本研究では、LHC陽子－陽子衝突でのη、K0s、Λ粒子測定をLHCf検出器で行うことによって、宇宙線観測で問題となっている地上ミューオン過剰問題を解決する可能性あるK中間子を代表とするストレンジメソンの高エネルギー衝突での生成メカニズムを解明する。
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| 研究成果の概要 |
2022年9月に重心系衝突エネルギー13.６TeVの陽子陽子衝突の測定を行った。過去の測定時よりもデータ読み出し回路の改良やトリガーの改良によって効率的なデータ収集を行い、3億イベントのデータを取得した。これは2015年に行った測定よりも7倍以上の統計量である。
2015年取得のデータも用いてη中間子の微分生成断面積の測定を行った。これによって、相互作用モデルの中でもQGSJET IIIがよくデータを再現していることがわかった。η中間子とπ0中間子比が一定の値となっていることから、η中間子生成についてエネルギーによらないユニバーサルなプロセスがあることが予想される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では世界で初めて高エネルギーハドロン衝突の超前方領域でのストレンジメソンの生成断面積測定を行った。その結果、少なくともη中間子は多くの相互作用モデルの予想よりも少ない生成断面積であることがわかった。このことは、既存の相互作用モデルの改良が必要であり、これまでの空気シャワー発達シミュレーションの結果が変わることを意味する。これによって超高エネルギー宇宙線観測の観測結果、特に化学組成の測定結果の解釈に影響を与えると考えられる。これを通して、超高エネルギー宇宙線の加速源の解明に繋がっていくことが期待される。
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