研究課題
本研究では，東北大学電子光理学研究センターの実光子ビームを利用することで，ラムダハイパー核の寿命測定を実現し，新しいラムダハイパー核測定法を確立することを目的としている．本研究が成功した暁には，既に測定されてきたハイパー核とは異なる，全く新しいハイパー核の崩壊測定にアプローチすることができ，原子核内部という高密度環境下における弱崩壊過程の解明に役立つと期待される．この研究目的を達成するためには，新たに液体ヘリウム標的セル，寿命測定に必要な検出器（高時間分解能検出器・カロリメータ・電子陽電子非感応検出器）の開発が必須である．今年度，実験において鍵となる検出器である「高時間分解能検出器」の回路を独自に開発・製作することができた．この回路は超高速アンプAD8000を基にした微分増幅回路であり，浜松ホトニクスのSiPM（S13360-3050）からの信号を高速で処理することが可能である．この回路とシンチレータ（EJ-200）を組合わせ，ハイパー核実験で実際に使用する予定の数量分の高時間分解能検出器を準備し，実験環境下での性能評価を行うことに成功した．また，上記の高時間分解能検出器用回路をベースとすることでカロリメータ・電子陽電子非感応検出器の読出回路の開発も進めることができた．これにより，シンチレータとSiPMを組み合わせた汎用可能な検出器技術として有用である．この検出器の開発や結果に関して，国際会議における口頭発表３件，国内会議・セミナーにおいて発表２件ある．同時に，研究計画全体，期待される政界について国際会議において口頭発表２件行い，本研究の計画を周知することができた．このように，実験実施に向けた準備が順調に進んでいると同時に，研究の社会への周知も進んでいる状況である．
2: おおむね順調に進展している
今年度計画していた，高時間分解能検出器用の回路開発及び，検出器本体の製作を順調に進めることができた．現在検出器を設置するフレームにマウントされている状態にあり，いつでも光子ビームを利用して実験できる状況にある．その他の検出器（カロリメータ・電子陽電子非感応検出器）の回路開発も，前述の高時間分解能検出器用の回路をベースとして利用できることが判明し，計画通り今年度，必要数量を量産可能な状況にある．上記の検出器の性能を確認するために，東北大学電子光理学研究センターで実際に利用する光子ビームを利用してテスト実験を進めることができていることも，本計画を順調に進める一役を担った．ラムダハイパー核生成用の液体ヘリウム標的に必要な物品をH30年度に準備することができた．その上，実際に液体ヘリウム標的の製作実績のあるKEKのJ-PARCハドロングループの協力も得ることができ，物品・技術の両面で標的製作の準備を整えることができている．
今年度の後半に東北大学電子光理学研究センターでハイパー核実験を行うべく準備を進める．実験を行う上で今年度製作が必要な検出器（カロリメータ・電子陽電子非感応検出器）の回路製作を行い，シンチレータと組合わせて実機を量産する計画である．これらの検出器は前年度購入したフレームにマウントして実験室に設置する．液体ヘリウム標的はKEKのサポートのもと，製作を行い，これに関しても実験室に導入予定である．同時に，今年度夏にハイパー核実験を行うための計画書を実験課題採択委員会に提案し，ビームタイムの確保を行う．これら実験に必要な準備が整い次第，今年度の後半に東北大学電子光理学研究センターでハイパー核実験を実施，物理データを収集する計画である．
高時間分解能検出器の回路設計を他の検出器に応用することで，他の検出器の回路開発費用を抑制できたため，次年度使用額が生じた．生じた使用額は，検出器の回路製作費用として使用する計画である．
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
巻: 935 ページ: 40～50
https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.04.063
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10.1016/j.nima.2018.05.042
Project Status Report 2018 for the Graduiertenkolleg (GRK) 2128 AccelencE
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