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カイラル対称性回復現象の系統的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H01102
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

青木 和也  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 (70525328)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワードカイラル対称性の自発的破れ / カイラル対称性 / ベクトル中間子 / 質量
研究開始時の研究の概要

ハドロンの質量の大部分は、基底状態である真空が自発的にカイラル対称性を破ることにより獲得されると考えられている。本研究では原子核という高密度環境を利用して真空を変化させ、それにともなうハドロン質量を測定することで、ハドロン質量獲得機構を実験的に研究する。本研究は原子核標的サイズ依存性、ベクトル中間子の運動量依存性に加えて、衝突径数依存性をとらえることでより系統的な研究を行おうとするものである。

研究成果の概要

J-PARCにおいてハドロン質量の起源を研究するため、J-PARC E16実験を提案しており、そのためにシリコン飛跡検出器(STS)およびGEM飛跡検出器(GTR)が必要である。本研究ではSTSをGSI研究所のCBM実験と共同開発した。プロトタイプを用いたビーム試験によって基礎試験を行った後、チェンバーや回路の設計・製作また必要な周辺機器を用意した。本番用チェンバーを完成させ、テストビーム実験を行って性能が十分であることを確認し、J-PARC E16実験へインストールした。GTRについても製造・インストールを行った。設計強度のビームを用いた試運転を行う事ができたので、解析をすすめる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハドロン質量の起源としてのカイラル対称性の自発的破れは、ハドロン物理の基本的な問題であり実験的検証がなされることは学術的意義が大きい。本研究費によって最内層シリコン検出器が完成してインストールでき、設計の最高機輝度ビーム下での動作確認ができた。また、その周囲を囲むGEM飛跡検出器についてもアクセプタンス増強を行うことができた。この実験の物理実験の採択を得るためには検出器の性能を示す必要があり、その為のデータを取得できことは、大きな一歩である。今後解析を行って検出器の性能を示し、物理実験の採択を得る。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] GSI/フランクフルト大(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] GSI/フランクフルト大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] GSI(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of gas electron multiplier tracker for the J-PARC E16 experiment2024

    • 著者名/発表者名
      Murakami T.N.、Aoki K.、Ashikaga S.、En’yo H.、Gunji T.、Hamagaki H.、Ichikawa M.、Kanno K.、Kobayashi S.、Komatsu Y.、Kondo T.K.、Morino Y.、Murakami H.、Muto R.、Nakai W.、Nakasuga S. et al.
    • 雑誌名

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

      巻: 1058 ページ: 168817-168817

    • DOI

      10.1016/j.nima.2023.168817

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Commissioning of a hadron blind detector for dielectron measurement in pA reactions at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      Kanno K.、Aoki K.、Arimizu D.、Ashikaga S.、Ebata K.、Honda R.、Ichikawa M.、Kajikawa S.、Kimura Y.、Kondo T.K.、Kyan S.、Morino Y.、Murakami H.、Murakami T.N.、Nakai W.、Nakasuga S. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 18 号: 06 ページ: C06021-C06021

    • DOI

      10.1088/1748-0221/18/06/c06021

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study of In-medium Spectral Change of Vector Mesons at J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      Aoki Kazuya、Arimizu Daichi、Ashikaga Sakiko、Chang Wen-Chen、Chujo Tatsuya、Ebata Kengo、En’yo Hideto、Esumi Shinichi、Hamagaki Hideki、Honda Ryotaro、Ichikawa Masaya、Kajikawa Shunsuke、Kanno Koki、Kimura Yuta、Kiyomichi Akio、Kondo Takehito K.、Kyan Shono、Lin Che-Sheng、Lin Chih-Hsun、Nakasuga Satomi et al.
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 64 号: 3 ページ: 63-63

    • DOI

      10.1007/s00601-023-01828-7

    • 関連する報告書
      2023 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] Disentangling longitudinal and transverse modes of the φ meson through dilepton and kaon decays2023

    • 著者名/発表者名
      I.W. Park, H. Sako, K. Aoki, P. Gubler and S.H. Lee
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 7 ページ: 074033-074033

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.074033

    • 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 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
  • [学会発表] Experimental study of in-medium spectral change of vector mesons and its polarization dependence at J-PARC2024

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      ExHIC-p workshop on polarization phenomena in nuclear collisions
    • 関連する報告書
      2023 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
    • 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 (The 2022 International Conference on the Structure of Baryons)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental investigation of in-medium spectral change of vector mesons at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      J-PARC ハドロン研究会 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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