2018 年度研究成果報告書

シグマ陽子散乱の位相差導出によるクォークパウリ斥力芯の大きさの決定

研究課題

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研究課題/領域番号	15H05442
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	東北大学
研究代表者	三輪浩司東北大学, 理学研究科, 准教授 (50443982)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード	ストレンジネス核物理 / ハイペロン陽子散乱実験
研究成果の概要	我々はJ-PARCハドロン実験施設にてシグマ(Σ)陽子(p)散乱実験を行い、高統計でΣp散乱事象を検出する実験手法を確立した。Σ粒子は寿命が短く数cm飛行すると崩壊してしまうため、散乱事象を検出することが非常に困難であったが、出来る限り強い強度のπビームを用いて、Σ粒子を生成することと、散乱実験に特化した反跳陽子検出器を開発することで、この実験を可能にした。我々は過去の統計の約100倍の量に当たる数1000のΣp散乱事象の同定を見込んでいる。今後、散乱微分断面積を導出することにより、２体の相互作用を散乱実験を通して解明するというプロセスを確立できると考えている。
自由記述の分野	原子核物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	現在まで、シグマ粒子のようなストレンジクォークを持つハイペロンと陽子の相互作用の究明は、ハイペロンを原子核に入れたハイパー核の研究から行われていた。これは散乱実験が困難であったことが大きな要因である。本研究においてΣと陽子の散乱実験の手法を確立し、ΣNの2体の相互作用を散乱実験から決定する道筋を作ることが出来た。今後はΣ粒子の他にΛ粒子と陽子の散乱実験なども検討し、２体の相互作用は散乱実験で決定し、原子核の持つ多体効果をハイパー核構造から調べるという新たな流れを確立できると考える。これは宇宙に浮かんでいる巨大な原子核とも言える中性子星の内部構造を解明することにも繋がると考えている。