| 研究課題/領域番号 |
22K14047
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松村 裕二 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 助教 (40916847)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | ハドロン物理 / カイラル対称性 / η'中間子 / 電磁カロリメータ / ハドロン物理学 / クォーク核物理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子核内部のような高密度環境では真空の変化により中間子質量などハドロンの性質が変化することが予想されており、これを検証することはハドロンの質量獲得機構の理解に繋がる。本研究では、原子核内部にη'中間子を生成し、これが崩壊する事象を捉えることで、核媒質中でのη'中間子質量スペクトルを測定する。η'中間子は最終的に複数の光子に崩壊するため、これらの光子を捉えるために大立体角電磁カロリメータを用いる。終状態の全光子のエネルギー・運動量を高分解能で測定することで、核媒質中におけるη'中間子の不変質量スペクトルの変化を直接的に調べることができる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、大立体角電磁カロリメータBGOeggを用いてη'中間子の原子核内崩壊を測定し、核媒質中におけるη'中間子の質量スペクトルの変化を調査することを目的としている。本研究では、第一に炭素原子核標的を用いた先行実験のデータ解析をめ、η'→γγ崩壊の不変質量分布形状を精密に解析する手法を確立した。その結果、低運動量事象においてη'質量の核媒質変化を示す信号兆候を確認した。第二に、核媒質変化の確証を得るため、検出器系をアップグレードした上でより感度の高い銅原子核標的を用いる実験を進めた。半年間のデータ収集により、必要な統計量のデータを取得した。また、同データに対する較正および物理解析を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた中間子質量の原子核媒質変化に関するデータは、ハドロン物理学において重要なテーマであるカイラル対称性の自発的破れに伴う質量生成機構に対する新たな知見を与えるものであり、今後の実験計画や理論モデル検討の基礎となり得るものである。また、BGOeggはGeV領域で用いられる電磁カロリメータとしては世界最高性能を有するものであり、カロリメータの運用、解析手法などで新たな知見が多数得られた。これらは、今後の検出器開発において有意義であると考えられる。
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