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HypTPCを用いた少数系K中間子クラスターK-pp, K-pppの研究

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 21H00130
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
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

市川 裕大  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (50756244)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードストレンジネス / TPC / K中間子原子核 / 核物理 / J-PARC / TPC / ストレンジネス核物理 / ストレンジネス 核物理
研究開始時の研究の概要

12C標的にK-中間子ビームを照射し、陽子を測定する12C(K-, p)反応を用いる。ビームラインスペクトロメータでK-ビームの運動量を、KURAMAスペクトロメータで散乱陽子の運動量をそれぞれ測定する。加えて、独自に開発した標的内蔵型のTime Projection Chamber「HypTPC」を用いて、崩壊荷電粒子を同時検出する。この反応では、12C標的中で起こるFragment反応を通じて、K-pp核、K-ppp核が生成されると考えられ、本研究では、それぞれΛ+p、Λ+p+p をHypTPCで測定し、その不変質量を求めることで、K-pp 核及びK-ppp 核を探索する。

研究実績の概要

2022年度は、2021年度に取得した実験データのデータ解析を実施した。キャリブレーション用に取得したHyperonスペクトロメータ用電磁石ON/OFFの状態でのBeam Through及び、多粒子トリガー(4つ以上の荷電粒子が生成したイベントを選択するトリガー)のデータを用いて、HypTPC検出器の位置のキャリブレーションを行なった。その上で、Beam Throughデータの解析を実施し、ビームラインスペクトロメータで算出されたビーム運動量とHyperonスペクトロメータで算出された運動量の比較することで、Hyperonスペクトロメータの運動量分解能を評価した。また、キャリブレーション用に取得したCH2標的のデータ解析も進め、HypTPCでΛ粒子の崩壊事象(Λ→ pπ-)及び、Ξ粒子の崩壊事象(Ξ-→Λπ-)を不変質量分布から同定することに成功した。Λ粒子やΞ粒子の質量分解能は、デザイン値にはまだ到達できていないが、今後解析を改善して、分解能を向上させていく予定である。分解能が十分な値に到達できれば、ダイヤモンド標的の物理データの解析を実施し、Λp及びΛppの不変質量分布からK-pp及びK-pppといった小数系のK中間子原子核生成の評価を行う予定である。これらの内容について、国内外の研究会で口頭発表をおこなった。
また、研究予算を用いて、Hyperonスペクトロメータの維持管理、メンテナンスをおこなった。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] Study of hadron cluster using HypTPC2023

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      第8回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High resolution spectroscopy of "ΣN cusp" (J-PARC E90) and HypTPC experiments2023

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      Workshop on Physics of heavy quark and exotic hadrons 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Search for H-dibaryon and future program using HypTPC2023

    • 著者名/発表者名
      Shinhyung Kim
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (3rd J-PARC HEF-ex WS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Exotic hadron at J-PARC ~HypTPC experiment and related topics~2022

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      エキゾチックハドロン研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Baryon spectroscopy with Hyp-TPC at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      谷田聖
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on the Physics of Excited Nucleons (NSTAR2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current performance and future upgrades of Hyperon Spectrometer for exotic hadron search experiments at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      早川修平
    • 学会等名
      14th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for exotic particles with J-PARC hadron beams2022

    • 著者名/発表者名
      Shinhyung Kim
    • 学会等名
      Asia Pacific Physics Conference (APPC15)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (K-, p)反応を用いたK中間子原子核研究の将来計画2022

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      J-PARCハドロン研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Hダイバリオン探索実験J-PARC E42の解析状況2022

    • 著者名/発表者名
      早川修平
    • 学会等名
      J-PARCハドロン研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] HypTPCを用いた少数系K中間子クラスターK-pp, K-pppの研究2021

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      第6回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for the H-dibaryon near ΛΛ and Ξ-p thresholds via 12C(K-, K+) reactions at J-PARC2021

    • 著者名/発表者名
      Shin Hyung Kim
    • 学会等名
      for the 24th International Spin Symposium (SPIN2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] H-Dibaryon search in 12C(K-,K+) reaction with a Hyperon Spectrometer - J PARC E422021

    • 著者名/発表者名
      WooSeung Jung
    • 学会等名
      Second International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (2nd J-PARC HEF-ex WS)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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