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2023 年度 実施状況報告書

電子線を用いたハイパー核の世界最高確度分光

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0040
研究機関京都大学

研究代表者

後神 利志  京都大学, 理学研究科, 助教 (20750368)

研究分担者 藤井 優  東北医科薬科大学, 教養教育センター, 教授 (30302079) [辞退]
永尾 翔  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30781710)
井坂 政裕  法政大学, 国際文化学部, 准教授 (40708434)
中村 哲  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50280722)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2027-03-31
キーワードラムダハイパー核 / バリオン間相互作用 / 電子散乱 / 欠損質量分光 / ハイペロン・核子間相互作用 / 仮想光子
研究実績の概要

米国・ジェファーソン研究所 (JLab) における共同研究者との遠隔・現地における議論により、計画する高分解能ハイパー核分光実験の基本設計を完了した。磁気分光器 (HES、HKS) の配置については Gean4 を用いたモンテカルロ・シミュレーションを施行し、物理的な制約の中で信号感度を最大限にするものに決定した。これに基づいて、JLab におけるエンジニアとの議論を詰め、実験エリアにおける実験装置、放射線遮蔽体、ビームライン等の 3 次元図面を作成した (中村、永尾)。
後神は、データ収集系についての要求性能を最新の実験セットアップに基づいて見積もった。荷電粒子通過条件のみの要求で、HES・HKS 同時計測の計数率は、高々 15 kHz 程度であることがわかり、チェレンコフ検出器をデータ取得段階 (トリガー段階) で要求する必要性が低いことがわかった。つまり、本実験研究は、解析段階においての粒子識別で十分対応が可能である。データ取得系の設計についてJLab 共同研究者との議論を進め、JLab で開発された VXS Trigger Processor (VTP) に組み込まれる FPGA にトリガー論理を組み込むための基本設計を開始した。
井坂はハイパー AMD 法の枠組みにおいて、27Mg_Lambda ハイパー核の反応断面積の計算手法の開発を行い、平面波近似のもと手法開発に成功した。2 、3 月には JLab の共同研究者を含む研究会 (ST2-2024、日本)、コラボレーション会議 (JLab) を開催した。そこで一年の総括について情報を交換し、今後の研究方針についてコンセンサスを取った。また、中村、永尾、後神は実験課題審査委員会 (JLab PAC 51) において、新しい実験案をLetter of Intent として提出した。

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

実験研究、および理論研究ともに JLab における共同研究者との密な議論・作業によっておおむね計画通り進行したため。

今後の研究の推進方策

JLab 実験課題審査委員会 (PAC) に既に採択されている 3 課題に加え、7 月に開催される PAC (JLab PAC 52) において新規課題 (3 課題) を提出・プレゼンし、採択を目指す。これらの新規課題は (1) 3 軸非対称原子核探索、(2) ラムダ-核子間の荷電対称性の破れ (CSB) についての新しい知見を世界最高感度で調べるための試みである。また、11 月には実験装置やソフトウェア等の技術面のレビュー (Readiness Review; ERR) を受ける予定である。実験装置の準備や試験、および新規開発と平行して、ERR に必要な文章・プレゼン作成を JLab の現地の共同研究者と協力して行う (後神、中村、永尾)。また、理論計算については、AMD の枠組みの中で歪曲波近似を用いた反応計算の手法を確立する (井坂)。

次年度使用額が生じた理由

次年度、7 月、11 月に新しい実験プログラムの提案のためのプレゼンと技術面に関するレビューのために現地 (米国・JLab) に赴く。このタイミングに合わせて集中的に渡航することで効率的により高い研究効果を期待できることから、出張計画を変更した。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Jefferson Lab/Hampton University/Florida International University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Jefferson Lab/Hampton University/Florida International University
  • [国際共同研究] INFN(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN
  • [雑誌論文] Study of a triaxially deformed nucleus using a Lambda particle as a probe2023

    • 著者名/発表者名
      S. N. Nakamura, F. Garibaldi, T. Gogami, P. Markowitz, J. Reinhold, S. Nagao, B. Pandey, L. Tang, G. M. Urciuoli
    • 雑誌名

      Letter of Intent submitted to JLab PAC51

      巻: LOI12-23-016 ページ: 1-8

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-resolution spectroscopy of light hypernuclei with the decay-pion spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, F. Garibaldi, T. Gogami, P. Markowitz, J. Reinhold, S. N. Nakamura, B. Pandey, L. Tang, G. M. Urciuoli
    • 雑誌名

      Letter of Intent submitted to JLab PAC51

      巻: LOI12-23-011 ページ: 1-24

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Study of Charge Symmetry Breaking in p-shell Hypernuclei2023

    • 著者名/発表者名
      T. Gogami, F. Garibaldi, P. Markowitz, J. Reinhold, S. Nagao, S. N. Nakamura, B. Pandey, L. Tang, G. M. Urciuoli
    • 雑誌名

      Letter of Intent submitted to JLab PAC51

      巻: LOI12-23-013 ページ: 1-21

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ハイパー核の物理研究2024

    • 著者名/発表者名
      後神 利志
    • 学会等名
      精密 N 体問題の解が拓く物理
    • 招待講演
  • [学会発表] Xi ハイパー核精密欠損質量分光のための機械学習を用いた運動量解析2024

    • 著者名/発表者名
      江端 健悟、 後神 利志 、 原田 健志、永江 知文、高橋 秀治、他 for the S-2S collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会
  • [学会発表] Study of P-shell Charge-Symmetry Breaking by Electroproduction of Lambda Hypernuclei at JLab2024

    • 著者名/発表者名
      T. Iwamoto
    • 学会等名
      「奇妙な強い力、それによる結合系 2024」(ST2-2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] (e,e'K+) 反応を用いた p 殻核における Lambda-N 荷電対称性の破れの研究2024

    • 著者名/発表者名
      岩本 哲平、後神 利志、他
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会
  • [学会発表] JLabにおける高精度ハイパー核分光実験の展望2024

    • 著者名/発表者名
      石毛 達大、他
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会
  • [学会発表] ハイパー核崩壊パイ中間子分光のJLabへの展開2024

    • 著者名/発表者名
      永尾 翔、他
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会
  • [学会発表] High-resolution decay pion spectroscopy of hypernuclei at MAMI, JLab and J-PARC2024

    • 著者名/発表者名
      Sho Nagao
    • 学会等名
      Fourth International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (HEF-ex 2024)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Precise mass spectroscopy of Light Lambda hypernuclei at JLab and J-PARC2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gogami
    • 学会等名
      Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and structure via electrO-Production method 2023
  • [学会発表] Hypernuclear Physics Program at JLab; Results and Future Prospects2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gogami
    • 学会等名
      JLUO Annual Meeting 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lambda hypernuclear spectroscopy with the (π+,K+) reaction by S-2S, J-PARC E94 and beyond2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gogami
    • 学会等名
      S-2S Workhop 2023
  • [学会発表] To study the strangeness baryon interactions via hypernuclear spectroscopy at J-PARC and JLab2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gogami
    • 学会等名
      International workshop on J-PARC hadron physics 2023 (J-PARC Hadron 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electroproduction of eta' off proton at small Q22023

    • 著者名/発表者名
      Takeru Akiyama
    • 学会等名
      Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and structure via electrO-Production method 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Λ and Σ0 electro-productions in JLab E12-17-0032023

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Okuyama
    • 学会等名
      Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and structure via electrO-Production method 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and production of hypernuclei with antisymmetrized molecular dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Isaka
    • 学会等名
      Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and structure via electrO-Production method 2023
    • 国際学会
  • [備考] ハドロンビームを用いたストレンジネス核物理

    • URL

      https://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/activity-wp/strange/

  • [備考] 電子ビームを用いたストレンジネス核物理

    • URL

      https://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/activity-wp/hypernucleusphysics/

  • [学会・シンポジウム開催] Hypernuclear Physics Meeting2024

  • [学会・シンポジウム開催] Workshop "Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and Structure via electrOProuction method (BISHOP2023)"2023

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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