| 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 (2022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 / LHC / ハドロン相互作用 / 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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| 研究実績の概要 |
本研究では、超高エネルギー宇宙線によって生じる空気シャワーの発達をより正確に理解するために世界最大の粒子加速器であるLarge Hadron Collider （LHC）を用いて高エネルギーハドロン相互作用の理解を目指している。本研究の特徴は、これまでに測定がほとんどない超前方方向でのストレンジ粒子の生成断面積の測定である。ストレンジ粒子はストレンジクォークを含む粒子であり、代表的なものにK中間子がある。超前方領域でのストレンジ粒子はデータがないことからハドロン相互作用モデル間での生成断面積の予測の違いが大きく、これが空気シャワー観測実験でのミューオン超過問題に繋がっている可能性がある。
我々が行っているLHCf実験は、2022年9月にLHCでの陽子‐陽子衝突の測定を行った。コロナの影響で当初の予定より1年以上実施が遅れてしまったが、約4日間の測定でストレンジ粒子測定のために必要となる3億イベントもの高統計のデータ取得に成功することができた。2021年10月と2022年の測定直後の10月の2度、検出器のキャリブレーションのためにビームテストをCERN SPS加速器を用いて実施した。
データ取得後はこれらのデータを解析を進めてきて、２０２３年度にはη中間子の生成微分断面積のプレリミナリーな結果を発表した。コロナの影響によって大幅なスケジュールの変更もあり、残念ながら当初予定していたK０ｓ中間子やΛ粒子のデータ解析はまだ完了していない。今後もこれらの結果をはやく発表できるようにデータ解析を続けていく予定である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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