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チャームバリオン内のダイクォーク構造の探求

公募研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 19H05148
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋大学

研究代表者

加藤 悠司  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 特任助教 (00727612)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードチャームバリオン / B-factory / ヘビークォーク / B-Factory実験
研究開始時の研究の概要

本研究では、自然界には存在しないチャームクォークを含むクォーク3つの束縛状態(チャームバリオン)において、クォーク2つの準粒子的なクラスター状態であるダイクォークが実現されているかを検証することを目的とする。
そのために、2019年度よりデータ取得を始めるつくば市のKEKで行われる超高輝度B-factory実験SuperKEKB/Belle II実験で取得されるデータを用いて様々なチャームバリオンのスピン量子数及び、崩壊形式の測定を行う。

研究実績の概要

本研究ではKEK/Belle実験によって取得された約1ab-1のデータを用いてチャームクォークを含むバリオン状態について調べ、チャームバリオン内のダイクォーク構造を明らかにすることを目的としている。以下に示す2本の論文を投稿した.
一本目の論文(Phys. Rev. D 103, 052005)では、Λc→ηπΛ崩壊におけるηΛ質量分布において、ハイペロン励起状態Λ(1670)のはっきりしたピーク構造を世界で初めて観測し、質量・崩壊幅の精密測定を行った.
また、二本目の論文 ( arXiv:2007.14700)ではチャームクォーク、ストレンジクォークを含むΞcの励起状態Ξc(2970) のスピン・パリティを崩壊角分布および崩壊分岐比より1/2^+であることを決定した.
1/2^+というスピン・パリティは基底状態と同じで、主量子数が変化した状態である。このような状態は核子のグループではRoperと呼ばれ、クォーク模型による予測と全く違う性質を示しており、通常の3クォーク状態ではないエキゾチックハドロンの候補である。本結果から、Roperファミリーの励起エネルギーがクォークフレーバーによらず500 MeV程度であることが分かった。通常クォークの質量が重くなるにつれ励起エネルギーも小さくなると考えられるが、そうはなっていないことが分かった。この不変性はRoper状態の性質を明らかにするために重要なヒントを与えると考えられる.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of branching fractions of Λ+ c → ηΛπ+, ηΣ0π+, Λ(1670)π+, and ηΣ(1385) +2021

    • 著者名/発表者名
      J. Y. Lee, K. Tanida, Y. Kato et.al. (Belle collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 5 ページ: 052005-052016

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.052005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Charm hadron spectroscopy at Belle2021

    • 著者名/発表者名
      加藤悠司
    • 学会等名
      The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics (APFB2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prospect of hadron spectroscopy at Belle II2021

    • 著者名/発表者名
      加藤悠司
    • 学会等名
      Hadron in Nucleus 2020 (HIN20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Baryon spectroscopy at Belle2019

    • 著者名/発表者名
      加藤悠司
    • 学会等名
      EPS-HEP 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quarkonium studies at Belle II2019

    • 著者名/発表者名
      加藤悠司
    • 学会等名
      DIS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics (APFB2020)2021

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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