| 研究課題/領域番号 |
22KK0040
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
後神 利志 京都大学, 理学研究科, 助教 (20750368)
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| 研究分担者 |
藤井 優 東北医科薬科大学, 教養教育センター, 教授 (30302079)
永尾 翔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30781710)
井坂 政裕 法政大学, 国際文化学部, 准教授 (40708434)
中村 哲 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50280722)
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| 研究期間 (年度) |
2022-10-07 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2026年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2025年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ラムダハイパー核 / バリオン間相互作用 / 電子散乱 / 欠損質量分光 / ハイペロン・核子間相互作用 / 仮想光子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
素粒子であるアップ・ダウンクォークのみで構成される核子とは異なるバリオンの一種に、ストレンジクォークを含むハイペロンが存在する。このハイペロンが結合した原子核を「ハイパー核」と呼ぶ。本研究では、米国・ジェファーソン研究所における電子ビームを用いて、世界で最も高い確度によってハイパー核を測定・解析する。これにより、ハイペロン・核子間に働く、基本的な相互作用の一つの「強いちから」の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では米国・ジェファーソン研究所 (JLab) における高品質な電子ビームを用いることにより、広い質量数領域をカバーしつつ、世界最高確度でラムダハイパー核の質量を測定する実験研究を遂行する。ヘリウム-3、-4、カリウム-40、-48、鉛-208 を実験標的として用いた実験研究プログラムは既に採択され、施行が決定している。2023 年 3 月に JLab においてハイパー核物理ワークショップを開催し、限られたリソースと時間で物理成果を最大限にするための戦略を練り、以下のようにプログラムを２つに分けることを決定した：(A) 固体標的を用いた実験、(B) 極低温ガス標的を用いた実験。これら A、B の実験では使用する磁気分光器系配置・設定と実験標的系が主に異なる。まずは開発規模のより小さい A の実験を先に施行し、それに続き段階的に B の実験に移行する。実験 A の実験設定について、Geant4 を用いたモンテカルロ (MC)・シミュレーションを行い、基礎的な実験セットアップを確定した (中村、永尾)。また、実験標的については、A 実験のための設計を開始しコンセプトについて共同研究者と議論・検討を行った (後神、藤井)。
本課題では理論研究との国際共同研究体制の強化も目指しており、本年度は先端的な理論研究についての調査と情報整理を行った (井坂)。また、反対称化分子動力学 (AMD) 法を用いて、ラムダハイパー核の核構造のみでなく、電子線を用いた際の生成断面積を計算するための新しい理論模型の枠組みの構築にも成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り JLab におけるワークショップ (2023 年 3 月) の開催した。そのワークショップにおいて研究内容、及び研究戦略に関する議論を国際共同研究者のみでなく関連研究者と広く議論することができた。さらに、ワークショップ前後には、実験の設計に関する具体的な検討・議論を共同研究者と効果的に行うことができた。本ワークショップは、本研究課題のキックオフ会議として位置づけられるが、研究を始動するに当たって国際共同研究者と目的と共有し、チーム一丸となって本研究を推進する士気も高まった。極めて効果の高い研究活動ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
固体標的実験 (実験 A) に特化した (i) 実験セットアップの詳細な設計、(ii) 標的システムの設計、(iii) データ収集系・解析コードの構築を共同研究者、及び JLab スタッフと協力して行う。特に、(i)～(ii)については、2024年初旬に控える実験技術や安全に関するレビュー (ERR) の前に完成させ、文章化して JLab へ提出する。2024年に予定する ERR への準備と平行して、極低温ガス標的を用いた実験 (実験 B) の設計に関わる基礎的な研究を推進する。また、既に採択された物理プログラムの他に、実験 A、B に用いる実験セットアップを用いて展開できる新たな物理プログラムについての検討と評価を進め、実験採択委員会へ実験プロポーザル [或いはレターオブインテント(LOI)] としての提出を目指す。
さらに、実験・理論研究者との交流を強化し、実験結果から物理結果を円滑に導出するための研究体制を整える。
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