ラムダハイパー核電磁分光で探るバリオン力

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01121
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中村 哲 東北大学, 理学研究科, 教授 (50280722)
• 研究分担者: 金田 雅司 東北大学, 理学研究科, 助教 (00400226)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ハイパー核 / 電磁生成 / 電子ビーム / ストレンジネス / ハドロン

研究実績の概要

これまでに米国ジェファーソン研究所(JLab)で収集したハイパー核実験データの解析、特に三重水素標的を用いた nnΛ系探索実験の解析を進め、物理的結果を得た。
次世代ハイパー核分光実験では、我々が国内で設計、製作しJLabに設置した高分解能K中間子検出器(HKS)とJlab Hall-A実験室常設の高分解能検出器 HRS に加え、新たに正負荷電粒子を分離するセプタム電磁石を導入することにより4.5GeVまで入射電子エネルギーを上げることが可能となる。これにより制動放射、メラー散乱におる背景雑音をより前方にブーストし、検出器のアクセプタンス外に追いやり、電磁相互作用に起因する背景雑音を圧倒的に減らすことを目指した実験が可能となる。
ハイパー核精密分光用対荷電粒子分離電磁石に昨年度製作した追加部品（アタッチメント）を組み合わせ完成した本研究用の電磁石を国内での調整を終了し米国ジェファーソン研究所に輸送し、次世代ハイパー核実験の電磁石系の準備が完了した。
また、マインツ大学においてはアンジュレータを用いた電子ビームエネルギー精密測定実験を遂行し、三重水素Λハイパー核の束縛エネルギーを精密測定するための基礎技術を確立し、特にリチウム標的の開発を進めた。
さらに、東北大学電子光理学研究センターにおいては軽いハイパー核生成実験、ストレンジネス電磁生成実験に関して必要な光子標識化装置を開発し、実際に装置を用いたデータ収集を遂行した。
得られた実験結果をもとに理論家との議論を深め、ハイペロンパズルの解決に向けたバリオン力に関してどのような情報が得られたか、研究の到達点を見極め、今後のさらなる発展に向けた研究戦略を策定した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] トマス・ジェファーソン国立研究所/ハンプトン大学/フロリダ国際大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: トマス・ジェファーソン国立研究所/ハンプトン大学/フロリダ国際大学
  • 他の機関数: 19
• [国際共同研究] ヨハネスグーテンベルク大学マインツ(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ヨハネスグーテンベルク大学マインツ
• [国際共同研究] A.I.Alikhanyan 国立科学研究所(アルメニア)
  • 国名: アルメニア
  • 外国機関名: A.I.Alikhanyan 国立科学研究所
• [雑誌論文] Preparation of the hypertriton binding energy measurement at MAMI (2022)
  • 著者名/発表者名: P. Eckert et al. (SNN 17 of 27) for the A1 collaboration
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: - ページ: in press.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Study of the $$nn\Lambda $$ State and $$\Lambda n$$ Interaction at Jefferson Lab (2022)
  • 著者名/発表者名: K. Itabashi et al. (SNN 13 of 24 ) for the JLab Hypernuclear Collaboration
  • 雑誌名: Few-Body Systems 巻: 63 ページ: 16-1-5
  • DOI: 10.1007/s00601-021-01717-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spectroscopy of A = 9 hyperlithium with the (e, e'K+) reaction (2021)
  • 著者名/発表者名: Gogami T.、et al, (SNN 56 of 87) HKS (JLab E05-115) Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 103 ページ: L041301-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.103.L041301
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Accurate Λ hypernuclear spectroscopy with electromagnetic probe at Jefferson Lab (2021)
  • 著者名/発表者名: T.Gogami et al. (SNN 14 of 25) HKS (JLab E05-115)、Jefferson Lab Hall A Tritium、JLab Hypernuclear Collaborations
  • 雑誌名: AIP Conference proceedings 巻: 2319 ページ: 080019-1-6
  • DOI: 10.1063/5.0037353
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The cross-section measurement for the 3H(e,e'K+)nnΛ reaction (2021)
  • 著者名/発表者名: K.N.Suzuki et.al. (SNN 7 of 83)
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2022 ページ: 013D01-1-19
  • DOI: 10.1093/ptep/ptab158
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Search for NΔ Resonance State Via the Exclusive Measurement of γd → d π+π- Reaction (2021)
  • 著者名/発表者名: Toyama Y.、Ishikawa T.、Kanda H.、Kaneta M.、Maeda K.、Muroi Y.、Nagao S.、Nakamura S. N.、For the NKS2 Collaboration
  • 雑誌名: Few-Body Systems 巻: 63 ページ: 15-1-6
  • DOI: 10.1007/s00601-021-01719-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Proton form factor ratio mu_p G^p_E/G^p/M from double spin asymmetry (2020)
  • 著者名/発表者名: Liyanage A.、et al. (SNN 64 of 100)、SANE Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 101 ページ: 035206-1-12
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.101.035206
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Status of hypertriton binding energy measurements at the Mainz Microtron (2020)
  • 著者名/発表者名: Achenbach Patrick、Garre Sergio Alves、Eckert Philipp、Orrit Sa?l Garcia、Herrmann Philipp、Klag Pascal、Mildeberger Marten、Pochodzalla Josef、Kaneta Masashi、Konishi Yoshihiro、Nagao Sho、Nakamura Satoshi N.、Toyama Yuichi、Gogami Toshiyuki、on behalf of the A1 Collaboration
  • 雑誌名: Hadron Spectroscopy and Structure 巻: - ページ: 713-717
  • DOI: 10.1142/9789811219313_0123
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Study of the nnΛ state and Λn interaction at Jefferson Lab (2021)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Itabashi et al.
  • 学会等名: Yamada Conference LXXII: The 8th Asia-Pacific Conference on Few-Body Problems in Physics
  • 国際学会
• [学会発表] Search for NΔ resonance state via the exclusive measurement of γd → dπ+π- reaction (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Toyama et al.
  • 学会等名: Yamada Conference LXXII: The 8th Asia-Pacific Conference on Few-Body Problems in Physics
  • 国際学会
• [学会発表] Q2?0.5 (GeV/c)2におけるハイペロン電磁生成の超前方微分断面積測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 奥山和樹 他 JLab Hypernuclear Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] JLabにおける中重ラムダハイパー核分光実験のためのターゲットシステムのデザイン (2021)
  • 著者名/発表者名: 中村雄紀 他 JLab Hypernuclear Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] JLabにおけるラムダハイパー核分光実験のためのK中間子識別用水チェレンコフ検出器の刷新 (2) (2021)
  • 著者名/発表者名: 秋山タケル 他 JLab Hypernuclear Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] 電子光理学研究センターBM4ビームライン光子標識化装置の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 水野柾哉 他 JLab Hypernuclear Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] 高エネルギー電子加速器を用いた奇妙な粒子(ストレンジネス) 生成反応の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 奥山和樹
  • 学会等名: 東北大学理学・生命合同シンポジウム2021
• [学会発表] Precise spectroscopy of Lambda hypernuclei with electron and meson beams (2021)
  • 著者名/発表者名: S.N.Nakamura
  • 学会等名: 19th International Conference on Hadron Spectroscopy and Structure in memoriam Simon Eidelman (HADRON 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Isospin dependence study of potassium hypernuclei via the high-resolution mass spectroscopy at JLab. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sho Nagao, Satoshi N Nakamura, Franco Garibaldi, Pete Markowit, Joerg Reinhold, Liguang Tang, Guido Urciuoli
  • 学会等名: American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
  • 国際学会
• [学会発表] Status of the experiment of Lambda-n interaction measrement via FSI egffect in gamma+d reaction at ELPH, Tohoku Univ. (2020)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kaneta, Takeru Akiyama, Hiroyuki Fujioka, Tomomasa Fujiwara, Kenji Fukada, Kousuke Itabashi, Masaya Mizuno, Sho Nagao, Satoshi N. Nakamura, Yuki R. Nakamura, Kazuki Okuyama, Yuichi Toyama, Keita Uehara, Hiroo Umetsu
  • 学会等名: American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
  • 国際学会
• [学会発表] Inclusive measurement of strangeness photo-production and NΔ resonance state search on a deuterium target (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Toyama, Masashi Kaneta, Sho Nagao, Satoshi N, Nakamura for NKS2 collaboration
  • 学会等名: American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
  • 国際学会
• [学会発表] Short overview on planned hypernucleus activities at Jlab (2020)
  • 著者名/発表者名: S.N.Nakamura
  • 学会等名: Joint THEIA-STRONG2020 and JAEA/Mainz REIMEI Web-Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hypernuclear Physics at JLab in the 12GeV era (2020)
  • 著者名/発表者名: S.N.Nakamura
  • 学会等名: JLab Hypernuclear Workshop 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Strategy for the next hypernuclear experiment at JLab (2020)
  • 著者名/発表者名: S.N.Nakamura
  • 学会等名: Workshop on electro- and photo-production of hypernuclei 2020 (NPI, Rez, Czech)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] nnΛ探索実験の現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村哲
  • 学会等名: 九州大学原子核理論グループセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Differential cross section of the p(e,e'K+)Λ/Σ0 reaction at Q2～0.5 [(GeV/c)2] (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Okuyama et al.
  • 学会等名: American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
  • 国際学会
• [学会発表] Inclusive measurement of strangeness photo-production and N$\Delta$ resonance state search on a deuterium target (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Toyama et al.
  • 学会等名: American Physical Society, 2020 Fall Meeting of APS Div. of Nucl. Phys.
  • 国際学会
• [学会発表] Development and Performance of Cherenkov Detectors for Spectroscopy of Medium-Heavy Λ Hypernuclei at Jlab (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeru Akiyama et al.
  • 学会等名: Young Researchers’ Session, SNP School 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a new ToF counter with MPPC for Λ hypernuclei experiments at ELPH (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomomasa Fujiwara et al.
  • 学会等名: Young Researchers’ Session, SNP School 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis status of (_ ^3)H(e,e^' K^+)X at Jlab (2020)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Itabashi et al.
  • 学会等名: Young Researchers’ Session, SNP School 2020
  • 国際学会
• [学会発表] ELPHにおけるΛハイパー核実験のためのMPPCを用いた新ToF測定器の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤原友正 他NKS2コラボレーション
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] JLabにおけるnnΛ探索実験の解析現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 板橋浩介 他 JLab Hypernuclear Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [備考] 東北大学大学院理学研究科物理学専攻ストレンジネス核物理グループ
  • URL: https://lambda.phys.tohoku.ac.jp/strangeness/
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻原子核実験グループ中村研究室
  • URL: https://www.nex.phys.s.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 電荷をもたない奇妙な原子核の高精度探索 ―ラムダ-中性子-中性子の三体系―
  • URL: https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20220308-11965.html
• [学会・シンポジウム開催] 9th International School for Strangeness Nuclear Physics (SNP School 2020) (2020)
• [学会・シンポジウム開催] JLab Hypernuclear Collaboration Meeting (2020)