| 研究課題/領域番号 |
22340062
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
渡邊 靖志 神奈川大学, 工学部, 教授 (40126199)
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| 研究分担者 |
上原 貞治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (70176626)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 量子色力学の検証 / Bファクトリー実験 / 共鳴粒子の構造と性質 / タグした二光子過程 / 中間子対生成反応 |
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| 研究概要 |
ノータグの二光子過程による短寿命中性K中間子対生成反応の断面積を閾値付近から4 GeVまで測定，解析した論文を実験グループ内での精査の後，PTEP(Prog. Theor. Exp. Phys.)に投稿し，11月に受理，掲載された。PTEPは湯川秀樹博士が創刊したPTPを発展的に実験を含めて新たにオープナクセス雑誌として創刊したもので，この論文はそこへのBelle実験からの初めての掲載論文となった。
この論文は，以前Belleグループが発表した重心系エネルギー2.4GeV以上のデータの統計ををさらに3倍上げて，高エネルギー領域でのQCD(量子色力学)の検証を行うとともに，世界で初めて閾値付近からの微分断面積を測定し，解析したものである。この論文でも，Bファクトリー実験が誇る従来の実験の数百倍～数千倍の統計量を生かし，詳細な共鳴粒子解析やQCDの検証を行うことができた。具体的には，テンソル粒子であるf2(1270)，a2(1320)ボソンの振幅のdestructiveな干渉を高精度で示すことができたほか，積分断面積における1.7，2.3，2.6 GeV付近のピークが，それぞれスカラー，テンソル，スカラーボソンであると結論した。この結果は，これまでの1.7 GeV付近のピークがテンソルボソンであるとの結論を覆すものであり，また，2.6 GeV付近という高質量領域でのスカラーボソンの同定は世界で初めてである。つい最近，Ling-Yun Dai and M.R. Penningtonは，この結果をパイ中間子対生成反応の部分波解析に加えることによって，ユニークな解を得ることができたと報告している(arCiv:1403.7514[hep-ph])。
この研究の解析と論文化への努力と並行して，シングルタグした二光子過程による中性パイ中間子対生成反応の事象の抽出，断面積の測定，およびその解析を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究開始時の最初の目的であった研究「タグした二光子過程による中性パイ中間子生成断面積の測定と遷移形状因子のQ2依存性の測定」の論文は一昨年Phys. Rev. Dに掲載された。その結果は先行したBaBar実験の結果を覆し，QCDの予言に沿うものであった。
昨年度は，ノータグの短寿命中性K中間子対生成断面積の測定と解析結果を世界で初めて出版した。この科学研究費補助金の研究題目は，タグされた二光子過程の物理の研究ではあるが，ノータグながら，これまで測定されていなかった(従来の数百倍から数千倍の高統計の)断面積測定結果とその解析を出版することは重要なことである。
現在は，シングルタグされた二光子過程による中性パイ中間子対生成の断面積測定とその解析を行っている。
以上の進捗状況を鑑みると，ほぼ予定通りと言えると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在進めているシングルタグ二光子過程による中性パイ中間子対生成反応について，まずはその微分断面積を確定する。その上で測定された微分断面積を解析して，f2(1270)，およびf0(980)ボソンの遷移形状因子のQ2(仮想光子質量の二乗の絶対値)依存性の解析を行うほか，ヘリシティ0や1の部分波へのf2(1270)の寄与の割合を測定し，QCDに基づいた理論的予言と比較する。これまで，このようなデータは皆無であった。
研究協力者である台湾中央大学の中澤秀介氏に加えて，2月から東大地震研の増田正孝氏が新たに参加し，本務に差し支えない範囲で解析に協力することになり，さらに解析効率が上がることが期待できる。
今後は，断面積測定・解析を終了して論文を完成させ，グループ内の精査を経た後，科学雑誌に投稿する。それと並行して，この研究を優先しつつ，次の研究テーマであるタグした二光子過程による短寿命中性K中間子対生成反応の事象の抽出，断面積の測定，その解析を行っていく。
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