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2022 年度 実績報告書

新しいエキゾチックハドロンΛ(1665)の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21H04478
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

谷田 聖  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 (00360587)

研究分担者 保坂 淳  大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
橋本 直  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, 研究職 (20732952)
早川 修平  東北大学, 理学研究科, 助教 (30868261)
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)
市川 裕大  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, 研究職 (50756244)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワードエキゾチックハドロン / ハドロン分光
研究実績の概要

新しいエキゾチックハドロン候補であるΛ(1665)を探索する実験(J-PARC E72)に向けた準備を行った。まず、ターゲットの気密漏れの問題を解決し、E72実験で用いるターゲット本体、ターゲットホルダー、およびターゲット安全用防爆装置を製作した。これによりターゲットの製作はひとまず完了し、あとは実際にhypTPCに組み込んでのテストを残すのみとなった。また、ガス電子増幅装置(GEM)および読み出し回路の修理も完了した。
トリガーカウンターに関しては、K中間子ベトー用チェレンコフカウンターとビーム粒子弁別用アエロゲルチェレンコフカウンターを製作し、そのテストを東北大学電子光理学センターにて行った。その結果、2つとも最低限必要な性能を有していることがわかった。また、同テストの結果とシミュレーションをもとにチェレンコフ放射体と光検出器(MPPC)の配置の最適化を行い、少しでも薄いチェレンコフ放射体で十分な光量を得られるようにした。さらに、ビームラインに設置するタイミングカウンターを製作した。今後これらを実際の実験条件に近い環境でテストし、本番に向けてさらに改善してゆく。
一方、保坂はΛ(1665)も含めたストレンジネス・チャームを持つバリオンの一般的な理論的研究を進め、最近Belleで詳細な実験データが出されたΩ(2012)の解析に応用した。その結果、3クォーク状態とハドロン分子の混合状態としてΩ(2012)の質量、崩壊などの性質を説明することができた。

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

令和3年度のE42実験中に発覚したターゲットやhypTPCのガス電子増幅装置(GEM)などの問題の原因追及・修正を行ったため、遅れが生じていたが、現在ではその対応はほぼ終わり、当初予定に追いつきつつある。一方、トリガーカウンターに関しては製作は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

上に述べた通り、ターゲットやhypTPCのガス電子増幅装置(GEM)などに生じた遅れも、現在では解消しつつある。一方、トリガーカウンター類の製作は順調に進んでおり、全体的には2024年度に割り当てが予想されているビームタイムに十分間に合うペースとなっている。今後もそのペースを保ち、ビームタイムに向けて最終準備を進める予定である。すなわち、ターゲットおよびターゲットホルダーを組み込んでの全体試験およびトリガーカウンターの性能試験を行って、前の実験が終わってビームラインが空き次第実験装置をインストールできる状態にする。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Understanding the nature of Ω(2012) in a coupled-channel approach2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Qi-Fang、Nagahiro Hideko、Hosaka Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 014025

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.014025

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for new hyperons in nonleptonic decays of charmed baryons and K-p reactions2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Seongbae
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 82 ページ: 530~536

    • DOI

      10.1007/s40042-023-00708-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting dipole magnet for Hyperon spectrometer2023

    • 著者名/発表者名
      Ahn J.K.、Choi S.、Hasegawa S.、Hayakawa S.H.、Hong J.、Ichikawa Y.、Imai K.、Kim S.H.、Makida Y.、Ohhata H.、Sako H.、Sasaki K.、Sato S.、Takahashi T.、Tanida K.、Yoshida J.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1047 ページ: 167775~167775

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167775

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Open charm and bottom meson-nucleon potentials a la the nuclear force2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Yasuhiro、Yasui Shigehiro、Hosaka Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 094001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.094001

    • 査読あり
  • [学会発表] Search for H-dibaryon and future program using HypTPC2023

    • 著者名/発表者名
      Shinhyung Kim
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Studies on hyperon dynamics at Belle and J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Tanida
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of hadron cluster using HypTPC2023

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      第8回クラスター階層領域研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Searching for exotic particles with J-PARC hadron beams2022

    • 著者名/発表者名
      Shinhyung Kim
    • 学会等名
      Asia Pacific Physics Conference (APPC15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Baryon spectroscopy with Hyp-TPC at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Tanida
    • 学会等名
      NSTAR2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Exotic hadron at J-PARC ~HypTPC experiment and related topics~2022

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      エキゾチックハドロン研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Current performance and future upgrades of Hyperon Spectrometer for exotic hadron search experiments at J-PARC2022

    • 著者名/発表者名
      S.H. Hayakawa
    • 学会等名
      14th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2022)
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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