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2019 年度 実績報告書

極低運動量移行の電子弾性散乱による陽子電荷半径精密決定

研究課題

研究課題/領域番号 16H06340
研究機関東北大学

研究代表者

須田 利美  東北大学, 電子光理学研究センター, 教授 (30202138)

研究分担者 塚田 暁  東北大学, 電子光理学研究センター, 助教 (10422073) [辞退]
前田 幸重  宮崎大学, 工学部, 准教授 (50452743)
研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
キーワード電子散乱 / 陽子電荷半径 / 低運動量移行 / 電荷形状因子 / Rosenbluth 分離
研究実績の概要

2018年度までに完成していた低エネルギー電子ビーム輸送系と散乱電子測定用電磁石スペクトロメータの立ち上げ並びに性能評価試験を兼ねたコミッショニングを行った。2019年度並びに研究費の一部を2020年度に繰越し実施した。2019年途中に低エネルギー電子加速器で真空漏れが発生しその復旧と影響を受けた電子ビームを発生させるための電子銃の交換が必要になり、長期間低エネルギー加速器が運転できなくなり研究計画変更の必要性が生じた。
2019年4月1日~12月31日にJSPS 外国人研究者招聘(長期)により米国ハンプトン大学 Michael Kohl 博士が滞在し本研究に従事した。彼が米国で開発し当研究に使用予定の極薄型ガス検出器GEMの性能評価を実施し、必要な性能を有することを確認した。
2020年度には高分解能電子ビーム輸送系に電子ビームを供給し、本研究遂行に必要な電子ビーム性能(運動量広がりとエミッタンス)を有することを確認後、散乱電子測定用スペクトロメータの性能評価を開始した。スペクトロメータの焦点面にはストリップシリコン半導体検出器を設置し、標的で弾性散乱した電子検出を試みた。検出器に対する深刻な電気雑音と電子ビーム起源のバックグランドの除去あるいは軽減のためのシールドを増強し、最終的には金標的そして CH2 標的からの弾性散乱電子事象観測に成功した。
その後、電子弾性散乱事象を利用し、スペクトロメータの性能(焦点面の位置、運動量分散、運動量分解能)などを詳細に測定し、スペクトロメータが設計通りの性能を有することを確認した。
電子ビーム起源のバックグランドは完全には落としきれておらず、標的での多重散乱で広がった電子ビームが標的下流のビーム輸送系を叩いてバックグランドの原因とならないよう、四重極電磁石などを設置し制御して遠方のビームダンプまで輸送するよう改善する予定である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Univ. Johannesburg(南アフリカ)

    • 国名
      南アフリカ
    • 外国機関名
      Univ. Johannesburg
  • [国際共同研究] Hampton Univeristy(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Hampton Univeristy
  • [国際共同研究] 山東大学/北京大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      山東大学/北京大学
  • [雑誌論文] Performance evaluation of a silicon strip detector for positrons/electrons from a pulsed a muon beam2020

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi T.、Honda Y.、Ikeda H.、Ikeno M.、Kawagoe K.、Kohriki T.、Kume T.、Mibe T.、Namba K.、Nishimura S.、Saito N.、Sasaki O.、Sato N.、Sato Y.、Sendai H.、Shimomura K.、Shirabe S.、Shoji M.、Suda T.、Suehara T.、Takatomi T.、Tanaka M.、Tojo J.、Tsukada K.、Uchida T.、Ushizawa T.、Wauke H.、Yamanaka T.、Yoshioka T.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15 ページ: P04027~P04027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/04/P04027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Position tracking detector for J-PARC muon g-2/EDM experiment2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamanaka,,Y. Honda,,T. Suda et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. and Method A

      巻: 958 ページ: 162786

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162786

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Scattering for Exotic Nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      T. Suda
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 1643 ページ: 012159

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012159

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electron scattering from 208Pb and 132Xe ions at the SCRIT facility2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukada,, T. Suda, et al.
    • 雑誌名

      Hyperfine Interact

      巻: 240 ページ: 102 (8 pages)

    • DOI

      10.1007/s10751-019-1635-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Proton Charge Radius by Low-Energy Electron Scattering2020

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      International workshop on the structure of the proton
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electron Scattering for Short-Live Nuclei2019

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      Gordon Conference on “Exploring simple structural patterns and dynamics of nuclei”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear Physics with Electron Beam2019

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      Connecting Fundamental Physics, Chemistry and the Origins of Biomolecular Homochirarity
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electron scattering for short-lived nuclei2019

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proton Radius2019

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proton Radius2019

    • 著者名/発表者名
      Toshimi Suda
    • 学会等名
      The 11th Circum-Pan-Pacific Symposium on High Energy Spin Physics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 陽子のサイズがおかしい?2019

    • 著者名/発表者名
      須田利美
    • 学会等名
      京大学物理学教室コロキウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 低エネルギー・大電流電子ビームと原子核物理2019

    • 著者名/発表者名
      須田利美
    • 学会等名
      ガンマ線ビームを用いた原子核・ハドロン物理の新局面と今後の展望
    • 招待講演
  • [学会発表] Present status and prospects of the SCRIT electron scattering facility2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukada
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Present status of SCRIT electron scattering facility2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukada
    • 学会等名
      The 14th Asia-Pacific Physics Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 須田研究室で進めている電子散乱による原子核研究

    • URL

      https://w3.tohoku.ac.jp/ris-es/

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公開日: 2021-12-27  

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