無反跳生成法によるエータ及びオメガ中間子の核内での質量変化の研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440073
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 早野 龍五 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30126148)
• 研究分担者: 比連崎 悟 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (60283925)
• キーワード: 量子色力学 / 中間子 / エータ中間子 / オメガ中間子 / 有効質量 / GSI研究所 / チェレンコフ検出器

研究概要

「核物質中でハドロン(中間子等)の質量がどのように変化するか」は、現在の原子核物理の中心的な課題の一つである。これを実験的に研究するため、高エネルギー重イオン衝突で高温核内に中間子を作り、そのレプトン対崩壊から中間子質量を再構成する試みが世界各地で始まろうとしている。本研究はこれとは全く異なる発想、すなわち原子核中に中間子を「無反跳」で生成し、その生成スペクトルの解析から原子核中の中間子の質量変化を決定することを目指したものである。
そのために我々はドイツGSI研究所において核内にエータ(η)及びオメガ(ω)中間子を無反跳で生成する実験を企画し、実験審査委員会で高い評価を得た。
今年度はこの実験に用いる測定装置を試作し、高エネルギー研究所でテスト実験を行った。デストしたのは「ヘリウム3にのみ感度を有し、陽子に不感な特殊な」特殊なチェレンコフカウンターである。テスト実験の結果は良好で、これにもとづき本実験用の測定装置の制作に着手した。
また、本研究と深い関係があるπ中間子の核内質量変化についても理論・実験両面から研究が進み、鉛原子核の中央でπ中間子質量が約26MeV重くなっていることを明確に示す結果を得た。これを更に発展させ、π中間子質量に核物質の陽子・中性子比率が及ぼず影響を明らかにすべく、多数のスズ同位体中でπ中間子質量変化を調べる実験をGSI研究所に提案。この実験も採択され、H13年度中に実施の予定である。

研究成果

• [文献書誌] Gilg G,Hayano RS et al.: "Deeply bound pi-states in Pb-207 formed in the Pb-208(d.He-3) reaction.I.Experimental method and results"Physical Review C. C62. 25201-11 (2000)
• [文献書誌] Itahashi K,Hayano RS et al: "Deeply bound pi(-)states in Pb-207 formed in the Pb-208(d,He-3) reaction.II.Deduced binding energies and widths and the pion-nucleus interaction"Physical Review C. C62. 25202-12 (2000)
• [文献書誌] Oset E,Hirenzaki S et al.: "Chiral unitary approach to the (K)over-bar nucleus interaction and kaonic atoms"ACTA PHYS POL. B31. 2285-2294 (2000)
• [文献書誌] Umemoto Y,Hirezak S et al: "Isotope dependence of deeply bound pionic states in Sn and Pb"Physical Review C. C62. 24606-12 (2000)
• [文献書誌] Hirenzaki S et al: "Chiral unitary model for the kaonic atom"Physical Review C. C61. 5205-15 (2000)
• [文献書誌] Hirenzaki S,Toki H: "Structure and formation of deeply bound pionic atoms"Nuclear Physics. A670. 194-197 (2000)