| 研究課題/領域番号 |
22H00124
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
石川 貴嗣 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (40400220)
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| 研究分担者 |
白鳥 昂太郎 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (70610294)
冨田 夏希 京都大学, 理学研究科, 助教 (80894592)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2022年度: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
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| キーワード | ダイバリオン / ハドロン分光 / ハドロン間相互作用 / ハドロン内部構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイバリオンはクォーク 6 つからなるエキゾティックな状態だがその内部構造はよくわからない。これまでに発見されたダイバリオンでは、終状態に重陽子を見出す反応を使っていたため、アイソスピンは 0 か 1 であった。本研究では、2 や 3 といった高いアイソスピン状態のダイバリオンの質量と幅を決定することで、ダイバリオンが 2 バリオンの分子状態なのか、コンパクトな 6 クォーク状態なのかを特定する。これにより強い力からどのようにハドロンを形成するのかの謎に迫る。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、ドイツCOSYで発見されたスピン3、アイソスピン0の6つのクォークからなるd*(2380)ダイバリオンとスピン・アイソスピン鏡映状態をJ-PARCのπ20ビームラインの陽子・陽子衝突反応で観測し、その質量からダイバリオンの内部自由度が何かを特定することにある。本研究では、飛跡検出器の細分化と多層化、および立体角の向上のため、多終状態粒子の軌跡を分離する多層FT、上下方向のRPC、前方のプラスチックシンチレータのホドスコープ(FH)の3 つの検出器群を開発・建設する。FHについては既にビームを使った性能評価で十分な性能を持つことが確かめられている。そのため J-PARC E79 実験のビームタイムのアサインを待つばかりとなっている。RPCについては、一昨年度のSPring-8のLEPS2ビームラインおよびJ-PARCのK1.8BRビームラインでのビーム照射試験で見つかった検出効率に位置依存性への対処として、新たな高圧電極の候補を複数見出すことに成功し、量産化のめどがつけられた。FTについても、J-PARCでビーム照射試験を行った。読み出し回路CIRASAMEの完成に伴い、ビームファイバートラッカー BFT の全チャンネルの読み出しに成功し、性能評価のために十分なデータ収集が行えた。解析の手法の違いでトラッキングの残差分布に50 um程度のずれの違いを生じていたが、製造時のファイバーのミスアラインであることがわかった。今後、ソフトウェアによるアラインや補正方法の確立を目指す。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
FTの開発に関しては、読み出し回路CIRASAMEを使った動作テストを行い、チャンネルごとのゲイン調整の方法を確立した。さらに J-PARC におけるビームテスト実験で初めてビームファイバートラッカー BFT の全チャンネルの読み出しに成功した。現在、取得したデータを使った性能評価を行っている。RPCの開発では、高圧電極として銅パッドを用いた電極の他、ナノカーボン分散系、ポリチオフェン系、フッ素樹脂系などの導電性ポリマーを使った電極をSPring-8のLEPS2ビームライン他で試験した。試験した多くの高圧電極において十分な検出効率・時間分解能が達成された。
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| 今後の研究の推進方策 |
FT の開発に関しては、J-PARC におけるビームテスト実験で十分な統計量のデータを取得することに成功した。現在、取得したデータを使った性能評価を行っているが、製造時におけるファイバーのミスアラインの発見に成功している。今後は、飛跡検出の性能評価 (位置分解能や位置のずれの系統的評価)を行うとともに、ソフトウェアによるアラインや補正方法の確立を目指す。
RPCの開発に関しては、高圧電極の代替品の複数の候補に対して、長期安定性試験を行い、量産化を目指す。ビームテストで信号幅が狭くTDCで読み逃ししているイベントがあることが分かったので、これについての対策を施す。その一つの方策として、信号幅を広げる機能の付いたディスクリの開発を行っているので、これに対する試験を行う。
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