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ペンタクォークΘ+のスピン測定のためのレンジカウンターの開発

公募研究

研究領域多彩なフレーバーで探る新しいハドロン存在形態の包括的研究
研究課題/領域番号 22105512
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
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

成木 恵  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (00415259)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードハドロン / エキゾチックハドロン / ペンタクォーク / ハドロン分光 / ハドロン物理 / ペンダクォーク / J-PARC
研究概要

物質を構成する最も基本的な粒子はクォークである。しかし、クォークは単体では存在せず、現実に観測されるのはクォークの多体系であるハドロンである。従来クォーク2体ないし3体の束縛状態しか知られていなかったが、2003年以降、4体のテトラクォークや5体のペンタクォークの候補が相次いでみつかった。これらの粒子はエキゾチックハドロンと呼ばれ、ハドロンを構成するクォーク間の相互作用を研究する上で重要な情報をもたらす。特に、最初にSpring-8のLEPS実験で見つかったペンタクォークΘ+は明らかなエキゾチックハドロンの候補として注目されてきた。ただし、様々な実験で異なる結果が出ており、その存在はいまだ確定していない。
J-PARC E19実験では、J-PARCハドロン施設のπ中間子ビームを用いΘ+探索を行った。これはハドロン施設初の実験としてK1.8ビームラインで行われた。π-ビームを液体水素標的に照射し、π-p -> K-Θ+反応によって散乱されるK中間子を測定した。超伝導電磁石を有するスペクトロメータを用い、質量欠損法による高分解能でのΘ+探索が可能となった。2010年から2012年にかけ、ビーム運動量が1.92GeV/cと2.00GeV/cの2点でデータを取得した。前者の解析から、Θ+生成に対し質量分解能1.4GeV(半値全幅)を達成していることが確認できた。スペクトラム解析の結果、Θ+に対応するピーク構造は観測されなかった。生成断面積の上限として0.26μb/sr(実験室系)が得られた。これより、Θ+の崩壊幅に対する上限値として0.72MeVを導くことができた。この結果はPhys. Rev. Lett. 109 (2012) 132002として公表した。現在ビーム運動量2.00GeV/cのデータの解析が進行中である。これによりΘ+の幅に対してより強い制限をかけられる見通しである。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Overview of hypernuclear physics program at K1.8 and K1.1 beam lines of J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: - ページ: 530-537

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2012.12.118

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search for Pentaquark Θ^+ in Hadronic Reaction at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 54 号: 7-10 ページ: 955-960

    • DOI

      10.1007/s00601-013-0685-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search for the (-)+pentaquark at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu, et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Phys. A

      巻: (印刷中) ページ: 91-96

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2013.01.010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pentaquark Θ+ search experiment using pion beam at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu
    • 雑誌名

      Genshikaku Kenkyu Suppl.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Search for the (-)+pentaquark via the π- p-> K- X reaction at 1.92 GeV/c2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shirotori, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 109 号: 13 ページ: 132-002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.132002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search for Theta+ via the pion induced reaction at J-PARC: J-PARC E192013

    • 著者名/発表者名
      K. Shirotori for the E19 collaboration
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 54 号: 1-4 ページ: 145-150

    • DOI

      10.1007/s00601-012-0367-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hadron Physics at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys

      巻: 02B013 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1093/ptep/pts037

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beam and SKS spectrometers at the K1.8 beam line2012

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2012 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1093/ptep/pts023

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hadron Physics at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nagae
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: 211 号: 1-3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0501-7

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Status of J-PARC K1.8 beam line2012

    • 著者名/発表者名
      谷田聖, 他
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 20

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Highlights from J-PARC Hadron Facility2011

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi
    • 雑誌名

      eConf

      巻: C110613 ページ: 129-138

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Status report of J-PARC E192011

    • 著者名/発表者名
      成木恵
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1388 ページ: 412-415

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Hadron physics at J-PARC : Current status and future prospects2011

    • 著者名/発表者名
      成木恵
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 26 ページ: 533-538

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Probing origin of matter with high intensity hadron beams2013

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 学会等名
      International School "The Excellence in Detector and Instrumentation Technologies (EDIT 2013)”
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent results from pentaquark search experiments2013

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 学会等名
      Future Prospects of Hadron Physics at J-PARC and Large Scale Computational Physics in 2013
    • 発表場所
      Tokai, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for pentaquark Θ+ in hadronic reaction at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] pentaquark Θ+ search experiment at j-parc2013

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu
    • 学会等名
      International Conference on the Structure of Baryons (Baryons2013)
    • 発表場所
      Glasgow, Scotland
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pentaquark Θ+ search experiment at J-PARC2013

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu
    • 学会等名
      The 25th International Nuclear Physics Conference (INPC 2013)
    • 発表場所
      Firenze, Italy
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pentaquark Θ+ search using a hadron beam: Resent results of J-PARC E192012

    • 著者名/発表者名
      K. Shirotori
    • 学会等名
      Hadron Structure and Interactions in 2012
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Search for the Θ+ pentaquark at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu
    • 学会等名
      XI International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2012)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pentaquark Θ+ search using a hadron beam at the J-PARC K1.8 beam line2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shirotori
    • 学会等名
      The 2nd Korea-Japan Workshop on Nuclear and Hadron Physics at J-PARC
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pentaquark Θ+ search experiment using pion beam at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsu
    • 学会等名
      International Workshop on Strangeness Nuclear Physics 2012 (SNP12)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Search for pentaquark Θ+ in hadronic reaction at J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      M. Naruki
    • 学会等名
      The 20th International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics (FB20)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Status Report on the J-PARC E192011

    • 著者名/発表者名
      成木恵
    • 学会等名
      International conference on the structure of baryons (BARYONS'10)
    • 発表場所
      大阪、日本
    • 年月日
      2011-12-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Recent results from the pentaquark search experiment at J-PARC2011

    • 著者名/発表者名
      成木恵
    • 学会等名
      2010年度「多彩なフレーバーで探る新しいハドロン存在形態の包括的研究」領域研究会
    • 発表場所
      和光、日本(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Status of J-PARC K1.8 beam line2011

    • 著者名/発表者名
      谷田聖
    • 学会等名
      International Workshop on Hadron-Nuclear Physics (HNP2011)
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] J-PAEC K1.8ビームラインにおけるΘ+ペンタクォーク探索実験:J-PARC E192011

    • 著者名/発表者名
      白鳥昂太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2011年春季大会
    • 発表場所
      新潟、日本
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] SKSおよびK1.8ビームラインスペクトロメータの性能評価2011

    • 著者名/発表者名
      岩崎るり
    • 学会等名
      日本物理学会2011年春季大会
    • 発表場所
      新潟、日本
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Hadron Physics Experiments at J-PARC-Current Status and Future Prospects2010

    • 著者名/発表者名
      成木恵
    • 学会等名
      11th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction
    • 発表場所
      KRAKOW, POLAND(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://wiki.kek.jp/display/e19/Home

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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