低エネルギーでのKN相互作用の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440076
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩崎 雅彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60183745)
• 研究分担者: 板橋 健太 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30322093)
• キーワード: K中間子 / 強い相互作業 / 束縛状態

研究概要

K^^-N相互作用は、互いに矛盾する実験データにより、その性質が理解されていなかった。我々は、高エネルギー加速器研究機構(KEK)でのK中間子水素原子の精密分光によって、この相互作用を不定性無く決定した。
表記の研究は、この研究をさらに押し進めようとする物である。
この研究のために、1)新たなデータに基づいた、新しい物理学領域の探査
2)アイソスピン依存性決定のための高精度化を同時に研究した。
2)の為には、非常に多量のK中間子を、極めて密度の低い水素・重水素標的に効率よく静止して実験を行う必要がある。この為、Φ-factoryから得られる、単色・低運動量のKを用いたCCDによるX線分光のための実験をINFN研究所(DAΦNE)に申請し、DEAR実験として認められた。本研究によりすでに、実験準備は完了した。しかし、残念ながら加速器のバックグラウンドが非常に大きく、実効的な実験に至っていない。この原因について、名大・丹羽教授の協力を得て、エマルジョンにより詳細な研究を行った。この結果、電子ビームのクーロン力による散逸が主原因であることが分かった。このため、現在加速器内のシールド(scraper)を増強し、実効的な実験にすべく努力が行われている。これにより実験が所期の目的を達成するかどうかの試験が2002年4月に行われる実験で明確になる。
一方、2)の理論との共同研究によって、Kが原子核中で安定な状態を形成し、^4Heを静止標的とした、(stopped K, n)反応で極めて効率的にこの状態を生成可能であることを示すことが出来た。
これは、KN相互作用が極めて強い引力であるせいで、核密度を異常に高め同時に核半径を収縮するので、Kの質量以上に深い(500MeV)ポテンシャルを形成する。このため、主崩壊チャンネルであるΣπより深い(108MeV)アイソスピン0の束縛状態を形成する。
この研究によって示唆される状態を特定するための実験がKEKで認められ、2002年9月に実験が開始される。

研究成果

• [文献書誌] H.Geissel: "Deeply bound 1s and 2p pionic states in 2O5Pb and Determination of the S-wave part of the pion"Physical Review Letters. (印刷中). 20-20
• [文献書誌] M.Iwasaki: "HE-4 (STOPPED K-, N) SPECTROSCOPY FOR DEEPLY BOUND KAONJC NUCLEAR STATES"Nuclear Instruments. and methods. A473. 286-3010 (2002)
• [文献書誌] C.S.Ozben 他: "MUON G-2 EXPERIMENT AT BROOKHAVEN-NATIONAL LABORATORY"Int. J. Modern Physics. A16S1A. 287-291 (2001)
• [文献書誌] H.Geissel 他: "OBSERVATION OF WELL-RESOLVED 1S AND 2P PI- STATES IN PB BY HIGH RESOLUTION (D, HE-3) SPECTROSCOPY"Nuclear Physics. A663. 206-209 (2000)
• [文献書誌] H.Gilg, 他: "DEEPLY BOUND PI- STATES IN PB-207 FORMED IN THE PB-208(D, HE-3) REACTION PART I:"Physical Review C. 62. 025201 (2000)
• [文献書誌] K.Itahashi, 他: "DEEPLY BOUND PI- STATES IN PB-207 FORMED IN THE PB-208(D, HE-3) REACTION PART II:"Physical Review C. 62. 025202 (2000)