| 研究領域 | 実験と観測で解き明かす中性子星の核物質 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
24105002
|
|---|
| 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 |
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)
|
|---|
| 研究分担者 |
仲澤 和馬 岐阜大学, 教育学部, 教授 (60198059)
佐藤 進 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (70302346)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
|
| キーワード | ダブルΛハイパー核 / Ξハイパー核 / エマルジョン |
|---|
| 研究実績の概要 |
開発を進めていたエマルジョン全スキャン法を過去に照射したエマルジョンに試験適用して2013年度に見つかったダブルストレンジネス事象の解析を進めて、Ξ粒子が14N原子核に束縛したΞハイパー核であることがわかり、PTEPに論文発表した。これは世界初となるΞハイパー核の発見である。崩壊した終状態が励起状態である可能性があるため、束縛エネルギーの不定性は残るものの、この事象の発見により、ΞＮの相互作用が引力であることが確定した。
2013年度に開始したエマルジョン乾板の製作が完了した。ビーム照射実験までの潜像蓄積による劣化を避けるため、神岡鉱山内に保管し、潜像蓄積量を定期的にチェックし、過去のデータと同程度の増加量であることが分かった。
J-PARCハドロン実験施設の運転再開、エマルジョン実験の実施にむけ、KURAMAスペクトロメータ検出器の製作および製作した検出器を東北大ELPHの陽電子ビームを用いて試験を行い基本的性能を測定した。
ΛΛ相関測定のためのハイペロン崩壊スペクトロメータに関しては、１）タイムプロジェクションチェンバー(TPC)読出しシステムとして採用したAGETシステムを用いたフロントエンドカード（AsAd)、及び、J-PARCのデータ収集系の仕様に合わせた読出しモジュール（CoBo)を製作した。また読出しシステムの最後となるトリガーモジュール（MUTANT）の設計を終了した。２）超伝導ヘルムホルツ電磁石を製作した（Ｈ２６年度分では、超伝統コイルアセンブリと電磁石ヨーク）。
|
| 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
世界初となるΞハイパー核の発見とΞＮ相互作用が引力であることが確定したことの意義は非常に大きい。また、エマルジョン全スキャン法という開発を進めてきた新しい手法によっての事象発見であり、今後照射する性能の向上したエマルジョンでは、既存のハイブリッド法と合わせて、多くの事象の発見が期待できる。
ハドロン施設の事故によって、上記の照射実験のスケジュールは当初計画より遅れているが、実験実施に向け、エマルジョン、KURAMAスペクトロメータ検出器の準備は着々と進んでいる。また、照射後の解析に向けてのエマルジョンの画像自動解析システムの整備やその各種パラメータの最適化の研究を行っている。
過大な要求性能によるコスト上昇や検出器との干渉等の検討から、設計・製作が遅れていた超伝導ヘルムホルツ電磁石について、要求性能の大幅な見直し・共同研究機関からの貢献などを検討し、大幅なコストダウンを図り、実機の製作にこぎつけた。
TPC読出し回路系については、J-PARCハドロン施設でのデータ収集系の仕様に合わせたハードウエア部分が完成した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
エマルジョン照射実験に向けて、以下の準備を粛々と進める。
１）運転再開後のハドロン施設K1.8ビームラインにおいて、エマルジョン実験をはじめとするダブルストレンジネス系の研究に必要なK-ビームの強度・純度、大きさなどの測定及び最適な条件を得るためのチューニングを行う。２）エマルジョン実験でのハイブリッド法の肝となるエマルジョンと検出器ＳＳＤの位置較正方法を確立・確認するためのテストを行う。同時に潜像直積量の異なるエマルジョンを用意し、実際に照射を行い、潜像蓄積量すなわち、ビーム照射実験までの時間と飛跡解析の効率（困難さ）との関係を調べる。３）潜像蓄積を避けるため、神岡鉱山で保管しているエマルジョンを定期的にサンプル調査を行って、潜像の蓄積量とチェックする。４）KURAMAスペクトロメータ検出器の配置の最適化と設置のための架台等の製作を行う。
ハイペロン崩壊スペクトロメータを用いたＨ粒子探索・ΛΛ相関測定の実験については、ビーム利用がスケジュールされるステージ２採択を目指し、これまで設計や部分的な製作と試験を行ってきた検出器群についての結果をまとめた技術設計書(ＴＤＲ）をまとめ、Ｊ－ＰＡＲＣ ＰＡＣへ提出する。
引き続き、TPC読出し回路や超伝導ヘルムホルツ電磁石の製作をすすめ、一部完成した回路系とTPCを用いて、TPC及び回路の試験、読出しソフトウエアの開発を進める。
|
