| 研究領域 | 実験と観測で解き明かす中性子星の核物質 |
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| 研究課題/領域番号 |
24105002
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 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 |
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研究代表者 |
高橋 俊行 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, 准教授 (50281960)
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| 研究分担者 |
仲澤 和馬 岐阜大学, 教育学部, 教授 (60198059)
佐藤 進 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (70302346)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | ダブルストレンジネス / エマルジョン / スペクトロメータ |
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| 研究概要 |
ダブルΛハイパー核探索実験に向けてのエマルジョン解析手法の開発では、乾板の層同士の位置較正に垂直に入射するビーム飛跡を利用し1.4±0.8μmの精度が実現できた。これにより、ハイブリッド法による粒子の全自動追跡を可能とした。また、高速データ処理装置と顕微鏡制御ソフトウエアを導入し、全面全自動スキャン法ではこれまでの600倍の速度での画像の取り込みが可能となった。実験提案時に想定したエマルジョン量の約33%の乳剤を入手し、H25年度予算、他資金によるものと合わせて、80%の量を確保できた。乾板の製作をH25年12月より開始し、H26年5月に完了する予定である。
エマルジョン量の減少を補うため、KURAMAスペクトロメータ磁石のギャップを拡げ、K+粒子の検出立体角を増やし、収量を増やす手法を見出した。このため、下流の飛跡検出器としてより面積の広いドリフトチェンバーを探し出し、補修及び必要な改良を行った。また、最下流のTOF検出器を大型化した。
K1.8ビームラインのビーム飛跡検出器を追加整備し、DAQのボトルネックとなっていたこの読出し回路をJ-PARC予算で更新し、ビーム大強度化対応とDAQの高速化を行った。その結果、この時に実施したE10実験では、14M/spillという大強度ビームを用いることに成功した。
H粒子探索実験はH24年7月のJ-PARC課題採択委員会で採択された。H粒子の崩壊粒子を測定し、H粒子を再構成する飛跡検出器TPCの位置較正を行うためのレーザー装置を導入し、テストTPCを用いて、磁場中での位置分解能測定を行い、磁場をかけることにより、40-50%分解能が向上することが分かった。TPC読出し回路について検討を行い、Saclay等で開発されたGETシステムを採用し、Amplifier/FADCボードで使うAGETチップを購入した。
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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
本研究で予定しているどの実験でも用いることになるK1.8ビームライン検出器の大強度ビームに対応した改良とその読出しシステムの高速を行い、実際にパイオンビームを使うE10実験で14M/spillのビームを扱い、その効果を実証できた。本計画研究での実験はK中間子ビームを使う実験でそこまでの大強度のビームは用いないがビームライン検出器の性能は今後とも充分である。
ダブルΛハイパー核探索実験、H粒子探索実験でともに使用する散乱K+粒子測定用のKURAMAスペクトロメータの大立体角化に必要な検出器の整備を着実に行っている。
エマルジョン画像解析技術の開発は着実に進んでおり、本研究費などで実現した装置の高速化ともあわせ、ビーム照射後の速やかな解析の完了が期待できるようになった。
H26年度のビーム照射に合わせてエマルジョン乳剤の入手、乾板の製作を進めていたが、H25年5月に起きた事故により実験実施に遅れが生じた。J-PARCの事故からの再開とその後の実験が順調に進めば、エマルジョン実験は、研究期間終了までに実験実施・成果の発表は可能であるが、不安要因ではある。
H粒子探索実験用の大立体角ハイペロン崩壊スペクトロメータの主要検出器であるTPCとその読出し回路系の設計が完了し、その製作に向けての作業が進行中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
エマルジョン画像解析技術のさらなる開発・改良、高速化を進める。ダブルΛハイパー核の生成・崩壊に特徴的な３つの分岐点を持つ事象を検出する全面全自動スキャンを以前の実験で取得したエマルジョンに適応し、検出プログラムの改良などを行うとともに、新事象の発見を目指す。
エマルジョン乾板の製作を行い、ビーム照射まで、環境放射線の影響の少ない神岡鉱山で保管する。保管中には、モニター用エマルジョンで定期的にその性能のチェックを行う。
KURAMAスペクトロメータ、その他、実験に必要な検出器の製作とその性能テストを行う。特に大型ドリフトチェンバーは、改良した読出し回路系も含めた充分なテストが必要である。現段階では、いつ、ダブルΛハイパー核探索実験のビームが割り当てられ、そのためのKURAMAスペクトロメータをはじめとする実験セットアップを開始できるかは不明であるが、いつでも、実施可能なようにすべての検出器を完成させる。
大立体角ハイペロン崩壊スペクトロメータについては、読出し回路系を順次製作し、TPCテスト機あるいは、実機を用いた回路系やTPC本体のテストを進める。また、実験に必要な性能などの検討を行い、それに基づいて、超伝導ソレノイド電磁石の設計を進める。
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