| 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Λハイパー核 / エマルジョン / K中間子ビーム |
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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を昨年度に引き続き進めている。高速化を実現した全面全自動スキャン法では、まれにデータの取りこぼしがあるもののこれまでの600倍の速度での画像の取り込みが可能となった。過去に照射したエマルジョンを用いてシステムの試験を行ったところ、数個のダブルハイパー核候補が検出された。H24年度分も含む本研究資金、他資金によるものと合わせて、実験提案時に想定した量の80%のエマルジョン乾板の製作を進めた。H26年5月にすべての乾板の製作が完了する予定である。
KURAMAスペクトロメータの大立体角化に伴う検出器系の整備を進めた。H24年度に大型化したTOF検出器については、架台を製作・全体を組み上げた。修理・改良を行った大型ドリフトチェンバー及びその読出し回路系の調整を行い、基本的な動作を確認した。TOF検出器のセグメントと組み合わせることにより、運動量・粒子選別トリガーに用いるCharge Hodoscope (CH)検出器のセグメント幅、大きさをシミュレーションから、また、シンチレーションファイバーを用いた信号読出しについて、試作機で試験を行い、デザインを完成させ、実機の製作を開始した。X線検出器Hyperball-Xの６台のゲルマニウム検出器配置を最適化し、その架台部品を製作した。
ハイペロン崩壊スペクトロメータのTPCの信号読出しの回路のAmplifier/FADC(AsAd)ボード全数とデータ収集モジュールr-COBOの２台を製作した。このスペクトロメータ用の超伝導ソレノイド電磁石についての設計を進め、仕様第０次案ができた。
J-PARC K1.8ビームラインでのK-ビーム調整が行われ、300k/spillの強度で、K-の純度が70%を超えるビームが得られた。
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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
J-PARCハドロン施設での放射性物質漏えい事故により、実験スケジュールに遅れが生じ、いつ実験が実施できるか不明であるが、実験実施に向けた準備が着実に進んでいる。ビーム照射までの潜像蓄積による劣化の不安があるものの実験提案時に想定した80%のエマルジョン乾板の準備ができた。KURAMAスペクトロメータの大立体角化により、当初予定の収量は確保できる見込みである。また、全面全自動スキャン法の試験運用ですでに数個のダブルハイパー核候補が検出されたことは大きなインパクトであり、これは、さらに多くの事象を取得しΛΛ間相互作用の詳細を調べることが可能であることを意味する。
本研究での実験を行う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化を行い、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。
大立体角ハイペロン崩壊スペクトロメータ用TPCの読出し回路系の製作は、予定通りに進んでいる。別途製作を進めているTPCとともに、製作済の回路モジュールを用いて、実機試験を進められる段階へと来た。エマルジョン実験のために整備を進めているKURAMAスペクトロメータのスペックも反映したシミレーションを行い、ハイペロン崩壊スペクトロメータの仕様を決定した。
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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。ハイブリッドスキャンでの粒子飛跡自動追跡や全面全自動スキャンでの事象認識アルゴリズムの改良による高速化や、見つかったダブルΛハイパー核事象の核種同定のための解析法の改良などを行う。また、全面全自動スキャンの試験運用を拡大し、過去の実験の照射済みのエマルジョンから、新事象の発見とその核種同定を目指す。そのための研究支援員（ポスドク）を雇用する。
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。スペクトロメータ上流部の小型の検出器については、東北大ELPHの陽電子ビームを用いて性能試験を行う。
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、製作する。実際の製作は、２カ年に分割して行う。
ハドロン施設の運転再開後には、K1.8ビームラインでのK中間子ビームの強度・純度の向上を目指した調整とビームプロファイルなどの測定を行い、実験セットアップの微調整のためのデータとする。
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