| 研究課題/領域番号 |
19KK0077
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| 研究機関 | 長崎総合科学大学 |
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研究代表者 |
大山 健 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
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| 研究分担者 |
郡司 卓 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10451832)
権業 慎也 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (10834377)
佐甲 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40282298)
関畑 大貴 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (70844794)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| キーワード | 高エネルギー原子核衝突 / ダイバリオン / ハイペロン / ストレンジネス / LHC / ALICE / J-PARC / FAIR |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではLHC-ALICE国際共同実験を舞台にその高度化を完成させ、これまで統計不足に泣かされてきたダイバリオン探索、ハイペロン-核子相関、ハイペロン-ハイペロン相関、深束縛K中間子原子核やK中間子陽子凝縮物質の探索といった、ストレンジネスを用いた原子核物理を新たに展開しつつ、同時にFAIR-CBMやJ-PARC重イオン計画へ向けた国際共同研究の基盤を構築する。
2019年度は本研究における最初の目標であるALICE実験の高度化に着手した。研究代表者の大山は、ALICEの主要荷電粒子飛跡測定装置(TPC)の高度化において重要となる、FPGAを用いた超高帯域データ即時処理システムの開発を行った。フランクフルト大学、ハイデルベルグ大学の研究者と共同で、FPGAに搭載するデジタル・フィルタの開発・評価を推進した。2020年1月には、分担研究者の関畑がCERNに赴き、TPCの検出器構築作業、及びこれを用いた宇宙線ミューオンを使ったデータ収集による検出器のテスト及びパフォーマンス評価を行った。さらに、TPC高度化の一環として、空間電荷によるドリフト電子軌道の機械学習を用いた高速歪み補正に関して、ALICEのデータ処理グループの人々と議論し、研究を進めた。分担研究者の郡司は、ラン・コーディネータとしてCERNに滞在し、2021年開始予定のビームデータ収集の準備を進めた。また、フランクフルト大学の海外共同研究者らと議論を重ね、学生と共にダイバリオン探索に関する解析に着手した。分担研究者の佐甲は、J-PARC重イオン実験計画の実現に向けた準備を進めた。分担研究者の権業は、ダイバリオン検出の可能性について理論的考察を進めた。
研究協力者の浜垣は、国際会議および国内会議で発表し、同物理に関するこれまでと今後の可能性に関して議論を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本来は2019年度内に研究代表者の大山および分担者の郡司が3月にドイツGSIおよびCERNに赴き、本研究の進め方と解析に関する詳細を議論する予定であったが、残念ながら新型コロナウィルスの影響で渡航中止となった。ただし、一部の議論はオンラインにて進めており、これによる研究計画全体に深刻な遅れは無い。
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| 今後の研究の推進方策 |
ALICE実験TPC高度化の完遂とデータ収集、およびデータ解析の準備を最重要項目と位置づけて活動を続ける。同時にFAIR実験計画をも含めた、高エネルギー重イオン衝突実験によるハイペロン物理のための国際共同研究基盤の確立に向けた人的交流と準備を進める。
研究代表者の大山はTPC検出器に必須となるデータ収集装置の開発を引き続き行い、2020年度夏以降CERNに滞在し、FPGAファームウェアのテストとデバッグを進め、2021年開始のLHC稼働に間に合わせる。同様に分担研究者の郡司もラン・コーディネータとしてCERNに滞在し、準備を進める。関畑はTPCの検出器の立ち上げ、電子ドリフトの歪み補正のアルゴリズム開発、実装、及びテストを行う。
平行して、全員が物理解析に向けた準備を始め、さらに過去に取得したデータの解析を進める。また、ドイツGSI研究所に大山・郡司・佐甲らが訪問し、海外共同研究者代表らと意見交流、今後の日本グループのFAIR参加を視野に入れた国際共同研究の進め方とハイペロン物理の研究グループ構築、ドイツおよび日本における研究会の開催に関して議論を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年3月に研究代表者の大山、分担者の郡司・佐甲らがドイツGSIに渡航(約150万円)し、今後の研究体制について海外共同研究者のN.Herrman氏とB.Doenigus氏らと協議し、共同研究関係を構築する予定であったが、新型コロナウィルスの感染拡大のため渡航が中止となった。また、分担の権業が所属研究所である理化学研究所の職を年度途中で辞する事となり、当初理研に構築する予定だった小規模計算機設備の導入(約40万円)が滞ったままである。
今後の予定として、ドイツGSI訪問に関しては新型コロナウィルスによる渡航制限が日独両国において緩和され次第再開し、計算機設備に関しては、長崎総合科学大学に設置場所を変える事とし、2020年3月に設置に向けた発注作業を開始したところである。さらに一部残存するであろう助成金に関しては、本研究開始直後にデータ解析用のキャッシュディスク（CERNで取得したデータを日本側で保存するためのディスク）の必要性が明らかになっており、その購入費用(66万円)と、無停電電源装置等周辺装置(30万円)に充てることで、実験データの安全性を確保し円滑な研究遂行に役立てることとした。
2020年度に請求した助成金に関しての用途は、当初計画と大きな変更はない。
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