| 研究課題/領域番号 |
21J40048
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021) |
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研究代表者 |
清水 志真 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, 助教
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 陽子構造 / 前方カロリメータ / 電子陽子深非弾性散乱 / 超前方カロリメータ / EIC / 深非弾性散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
陽子構造の理解は、新粒子を探る陽子衝突実験において不可欠であり、その不定性の削減が求められている。一方、アメリカで進められている電子・イオン衝突実験（Electron Ion Collider、EIC）計画は、核子や原子核の内部構造の理解を大きく進めると期待されている。本研究では陽子構造の理解に重点を置き、EIC計画での電子・陽子衝突で現在の理解をさらに深める測定ができるか、また、そのためにはどのような検出器が必要かを研究する。併せて、陽子ビーム前方に置くカロリメータの開発を進める。
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き、アメリカで進行中のElectron Ion Collider（EIC）計画における超前方カロリメータ（ZDC）の開発研究を行った。本年度の研究計画通り、実際の設計に向け、ZDCデザインの細部を詰めるための研究を行った。
まず、シミュレーションによってクリスタルカロリメータの材質の評価を行った。光量の少ない材質でも、クリスタルや光センサの性能の悪化がない限りでは要求されるエネルギー分解能を達成できることを示した。また、スイスのCERN研究所で行われたALICE実験用カロリメータFoCalのビームテストに参加し、ZDCでも採用予定のサンプリングカロリメータを使ったデータ取得を行った。また、前年度末に行った光センサの中性子照射テストについて、照射した中性子数を見積り、評価した。
本年度EIC計画では、前年度に複数立ち上げられた準備段階の国際共同実験を統合し、新しく国際大型共同実験ePICが立ち上げられた。本研究でデザインしたZDCは、前年度の共同実験の一つECCE実験に採用されており、新しいePIC実験でもそのまま採用されることとなった。ePIC実験への統合に伴い検出器シミュレーションのフレームワークが変更されたため、本研究のZDCを改めてePIC実験のシミュレーションへ導入した。シミュレーション研究がさらに進むよう、海外から研究者を招聘し共同研究を行い、ZDCについてこれまでの開発内容を引き継いだ。また、EICのビームラインへの設置へ向け、読み出し部の配置等の議論を進めた。この議論をもとに、海外の研究者と協力して実際の設置位置の検討を進め、設置スペースの確認を行った。
加えて、前年度にECCE検出器のフルシミュレーションを用いて進めた、電子・陽子荷電流深非弾性散乱断面積の測定精度の研究について、結果をまとめて日本物理学会で発表した。
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| 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。
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| 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。
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