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本研究では、超高エネルギー宇宙線によって生じる空気シャワーの発達をより正確に理解するために世界最大の粒子加速器であるLarge Hadron Collider （LHC）を用いて高エネルギーハドロン相互作用の理解を目指している。本研究の特徴は、これまでに測定がほとんどない超前方方向でのストレンジ粒子の生成断面積の測定である。ストレンジ粒子はストレンジクォークを含む粒子であり、代表的なものにK中間子がある。超前方領域でのストレンジ粒子はデータがないことからハドロン相互作用モデル間での生成断面積の予測の違いが大きく、これが空気シャワー観測実験でのミューオン超過問題に繋がっている可能性がある。
我々が行っているLHCf実験は、2022年9月にLHCでの陽子‐陽子衝突の測定を行った。コロナの影響で当初の予定より1年以上実施が遅れてしまったが、約4日間の測定でストレンジ粒子測定のために必要となる3億イベントもの高統計のデータ取得に成功することができた。2021年10月と2022年の測定直後の10月の2度、検出器のキャリブレーションのためにビームテストをCERN SPS加速器を用いて実施した。
データ取得後はこれらのデータを解析を進めてきて、２０２３年度にはη中間子の生成微分断面積のプレリミナリーな結果を発表した。コロナの影響によって大幅なスケジュールの変更もあり、残念ながら当初予定していたK０ｓ中間子やΛ粒子のデータ解析はまだ完了していない。今後もこれらの結果をはやく発表できるようにデータ解析を続けていく予定である。
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