ダブルメソン光生成反応による高励起バリオンの研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26400287
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石川 貴嗣 東北大学, 電子光理学研究センター, 助教 (40400220)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ハドロン物理 / メソン光生成 / ダイバリオン共鳴 / 高励起バリオン共鳴

研究実績の概要

東北大学電子光理学研究センター ELPH の FOREST 電磁カロリメータを用いて震災前に取得したデータの解析を主として行ってきた。重陽子を標的としたコヒーレントなダブル中性パイオン光生成反応での 6 つのクォークあるいは二核子系の共鳴とされるダイバリオン状態の研究が可能であることがわかった。これについての論文執筆を優先した結果、4 月 6 日に Phys. Lett. B 誌に 1 本、掲載が確定した。ドイツの COSY-at-WASA 実験で pn 衝突反応で発見されたΔΔ共鳴と目される d*(2380) 状態は、光生成反応で抑制されており全断面積の上限値が 34 nb であった。一方で、π0dの不変質量におけるピークはしっかり観測されており、新たなダイバリオン状態 (ΔN共鳴?) を示唆する。これについてのレターを準備しているところである。
高励起バリオンの研究についても継続的に行っており、γN'→π0π±N反応でのρNと結合する核子共鳴に関するプリリミナリーな結果を国際会議 INPC で口頭発表を行った。平成 27 年度までに検出器の応答に関する詳細を水素標的の各種反応で調べ、筆頭著者 (責任著者) として執筆した論文が、 Nucl. Instrum. Meth. A 誌に平成 27 年度に 1 本、平成 28 年度に 2 本、掲載された。
FOREST の復旧との新たなγd→pηn 反応によるηn相互作用の研究計画については、平成 28 年度に前方スペクトロメータの設置の設置が完了し、検出器の準備を行っているところである。一部の検出器で行ったテスト実験では、すでにπ+とpの粒子の検出が確認された。
大型放射光施設 SPring-8 における LEPS2 実験では順調にデータ収集が行われた。検出器の基礎的な較正は既に終了しており、物理過程の解析を始めたところである。

研究成果

• [雑誌論文] First measurement of coherent double neutral-pion photoproduction on the deuteron at the incident energy below 0.9 GeV (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, H. Fujimura, H. Fukasawa, R. Hashimoto, Q. He, Y. Honda, T. Iwata, S. Kaida, H. Kanda, J. Kasagi, A. Kawano, S. Kuwasaki, K. Maeda, S. Masumoto, M. Miyabe, F. Miyahara, K. Mochizuki, N. Muramatsu, A. Nakamura, K. Nawa et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2017.04.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] $\eta n$ Scattering Length from the γd→pηn Reaction at Eγ～0.9 GeV (2017)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Ishikawa, Hiroyuki Fujioka, Yuki Honda, Tomoaki Hotta, Yosuke Inoue, Kenta Itahashi, Hiroki Kanda, Hideyuki Kawai, Kazushige Maeda, Manabu Miyabe, Seiya Miyata, Yuji Matsumura, Norihito Muramatsu, Hiroaki Ohnishi,
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 13 ページ: 020031-1～4
  • DOI: 10.7566/JPSCP.13.020031
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simultaneous Photoproduction Of Neutral And Charged Pions On The Deuteron At ELPH (2017)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Ishikawa, Akihiko Nakamura, Hisako Fujimura, Ryo Hashimoto, Qinghua He, Shun Kaida, Manabu Miyabe, Norihito Muramatsu, Hajime Shimizu, Koutaku Suzuki, Yusuke Tschikawa, Hirohito Yamazaki, Ryuji Yamazaki, Shin'ichi Masumoto, Yuki Obara, Kazushige Maeda, Kyoichiro Ozawa
  • 雑誌名: Proceedings of the 26th International Nuclear Physics Conference (INPC), PoS(INPC2016) 巻: INPC2016 ページ: 267-0～267-7
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] $\eta n$ scattering length from γd→pηn at Eγ～0.93 GeV (2017)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Ishikawa, Hiroyuki Fujioka, Yuki Honda, Tomoaki Hotta, Yosuke Inoue, Kenta Itahashi, Hiroki Kanda, Hideyuki Kawai, Kazushige Maeda, Manabu Miyabe, Seiya Miyata, Yuji Matsumura, Norihito Muramatsu, Hiroaki Ohnishi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the international symposium on Neutron Star Matter 2016 (NSMAT2016) 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of an X-Ray Flat Panel Sensor to a GeV Region Gamma-Ray Beam Profile Monitor (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Kanda, K. Honda, T. Ishikawa, M. Kaneta, K. Maeda, M. Miyabe, Y. Muroi, S.N. Nakamura, A. Ninomiya, Y. Obara, K. Ozawa, K. Ozeki, T. Sasaki, H. Shimizu, A.O. Tokiyasu
  • 雑誌名: Conference Record of IEEE Nuclear Science Symposuim & Medical Imaging Conference 2016 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Development of a high-intensity photon-beam profile monitor (2017)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Ishikawa, Hisako Fujimura, Ryo Hashimoto, Yuki Honda, Takashi Ishida, Hiroki Kanda, Satoshi Kido, Yuji Matsumura, Manabu Miyabe, Ikuro Nagasawa, Ken'ichi Nanbu, Hajime Shimizu, Koutaku Suzuki, Ken Takahashi, Atsushi O Tokiyasu, Yusuke Tsuchikawa, Hirohito Yamazaki
  • 雑誌名: Conference Record of IEEE Nuclear Science Symposuim & Medical Imaging Conference 2016 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An event mixing technique for Bose-Einstein correlations of two pions in photoproduction around 1 GeV (2016)
  • 著者名/発表者名: Q. He, H. Fujimura, H. Fukasawa, R. Hashimoto, Y. Honda, T. Ishikawa, T. Iwata, S. Kaida, J. Kasagi, A. Kawano, S. Kuwasaki, K. Maeda, S. Masumoto, M. Miyabe, F. Miyahara, K. Mochizuki, N. Muramatsu, A. Nakamura, K. Nawa, S. Ogushi et al.
  • 雑誌名: Chinese Physics C 巻: 40 ページ: 114002-1～8
  • DOI: 10.1088/1674-1137/40/11/114002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Testing a prototype BGO calorimeter with 100-800 MeV positron beams (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, H. Fujimura D.N. Grigoriev, R. Hashimoto, S. Kaida, R. Kitazawa, G.N. Kuznetsov, A. Nakamura, H. Shimizu, K. Suzuki, S. Takahashi, Y. Tsuchikawa, Ya.V. Vasiliev, H. Yamazaki
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 837 ページ: 109～122
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.09.009
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The FOREST detector for meson photoproduction experiments at ELPH (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, H. Fujimura, H. Fukasawa, R. Hashimoto, T. Ishida, S. Kaida, J. Kasagi, A. Kawano, S. Kuwasaki, K. Maeda, F. Miyahara, K. Mochizuki, T. Nakabayashi et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 832 ページ: 108～143
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.06.054
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interference Effect between φ and Λ(1520) Production Channels in the γp→K+K-p Reaction near Threshold (2016)
  • 著者名/発表者名: S.Y. Ryu, J.K. Ahn, T. Nakano, D.S. Ahn, S. Ajimura, H. Akimune, Y. Asano, W.C. Chang, J.Y. Chen, S. Dat\'e, H. Ejiri, H. Fujimura, M. Fujiwara, S. Fukui, S. Hasegawa, K. Hicks,0 K. Horie, T. Hotta, S. H. Hwang, K. Imai, T. Ishikawa et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 116 ページ: 232001-1～6
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.232001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Near threshold angular distributions for the 2H(γ,Λ)X reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: B. Beckford, P. Bydzovsky, A. Chiba, D. Doi, T. Fujii, Y. Fujii, K. Futatsukawa, T. Gogami, O. Hashimoto, Y. C. Han, K. Hirose, R. Honda, K. Hosomi, T. Ishikawa, H. Kanda, M. Kaneta, Y. Kaneko, S. Kato, D. Kawama, C. Kimura, et al.
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2016 ページ: 063D01-1～9
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw071
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a fast profile monitor with scintillating fiber hodoscopes for high-intensity photon beams (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, Y. Honda, H. Kanda, S. Kido, Y. Matsumura, M. Miyabe, H. Shimizu, A. O. Tokiyasu, Y. Tsuchikawa, H. Yamazaki
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 1～6
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Upgrade plan of the FOREST experiments at ELPH (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, Y. Honda, H. Kanda, S. Kido, Y. Matsumura, M. Miyabe, H. Shimizu, A. O. Tokiyasu, Y. Tsuchikawa, H. Yamazaki
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 7～12
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A beam test of a charge-to-time converting leading-edge discriminator for plastic-scintillator signals (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, H. Fujioka, Y. Honda, Y. Inoue, K. Itahashi, H. Kanda, H. Kawai, Y. Matsumura, K. Maeda, M. Miyabe, N. Muramatsu, H. Ohnishi, K. Ozawa, M. Sasagawa, H. Shimizu, K. Shiraishi, M. Tabata, A.O. Tokiyasu, Y. Tsuchikawa
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 13～30
• [雑誌論文] Development of a compact photon-beam profile monitor (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kido, T. Ishikawa, Y. Honda, H. Kanda, Y. Matsumura, M. Miyabe, I. Nagasawa, H. Shimizu, Y. Tsuchikawa
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 31～36
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of the photon tagger for the NKS2 experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Kanda, K. Honda, T. Ishikawa, M. Kaneta, K. Maeda, M. Miyabe, Y. Muroi, S. Nagao, S. N. Nakamura, A. Ninomiya, T. Nishizawa, K. Ozeki, T. Sasaki, A. O. Tokiyasu, Y. Toyama
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 37～44
• [雑誌論文] 新光子標識化装置 STB TaggerIIsで使用する MWDCの性能評価 Performance test of MWDC for a photon tagging system STB TaggerIIs (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sasaki, Y. Honda, Y. Inoue, T. Ishikawa, M. Iwasa, H. Kanauchi, S. Kido, Y. Matsumura, D. Miura, M. Miyabe, N. Muramatsu, T. Sakurai, M. Sasagawa, M. Sei, Y. Seki, H. Shimizu, Y. Tajima, T. Takahashi, A.O. Tokiyasu, Y. Tsuchikawa, H.Y. Yoshida
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 45～51
• [雑誌論文] Measurement of the electron beam size at the BM5 radiator in the BST ring (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Obara, H. Hama, F. Hinode, T. Ishikawa, H. Kanda, S. Kashiwagi, M. Miyabe, T. Muto, K. Ozawa, H. Shimizu, A.O. Tokiyasu
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 52～57
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Test of an X-ray flat panel sensor as a beam profile monitor (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Kanda, K. Honda, T. Ishikawa, M. Kaneta, K. Maeda, M. Miyabe, Y. Muroi, W. Nakai, S. N. Nakamura, A. Ninomiya, Y. Obara, K. Ozawa, K. Ozeki, T. Sasaki, H. Shimizu, A.O. Tokiyasu
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 66～72
• [雑誌論文] Longitudinal uniformity of the manufactured BGO crystals for the BGOegg calorimeter (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Yamazaki, T. Ishikawa, D.N. Grigoriev, R. Hashimoto, Q. He, Y. Honda, G.N. Kuznetsov, S. Masumoto, M. Miyabe, N. Muramatsu, M. Nakamura, Y. Taniguchi, Y. Tsuchikawa, H. Shimizu, Y.V. Vasiliev, H. Yamazaki
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 81～90
• [雑誌論文] The status of SPring-8 LEPS2/BGOegg experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Muramatsu, J. K. Ahn, W-C Chang, J-Y Chen, S. Date, T. Gogami, H. Goto, H. Hamano, T. Hashimoto, Q. H. He, K. Hicks, T. Hiraiwa, Y. Honda, T. Hotta, H. Ikuno, Y. Inoue, T. Ishikawa, I. Jaegle, Y. Kasamatsu, H. Katsuragawa, S. Kido et al.
  • 雑誌名: ELPH annual report 2015 巻: 6 ページ: 91～98
• [学会発表] Low-energy scattering parameters between eta meson and nucleon from the eta photoproduction on the deuteron (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: 2nd Jagiellonian Symposium on Fundamental and Applied Subatomic Physics
  • 発表場所: ポーランド・クラコフ
  • 年月日: 2017-06-04 – 2017-06-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] γd→π0π0d 反応によるダイバリオンの研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川貴嗣
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会 (2017年)
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-21
• [学会発表] ηn scattering length fromγd→pηn at Eγ～0.93 GeV (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: The international symposium on Neutron Star Matter 2016 (NSMAT2016)
  • 発表場所: 東北大学理学研究科 (仙台市)
  • 年月日: 2016-11-21 – 2016-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] 重水素標的でのコヒーレント二重中性パイオン光生成反応によるダイバリオン状態の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川貴嗣
  • 学会等名: ELPH workshop C015 「マルチフレーバーで探るエキゾチックハドロンとハドロン多体系の物理」
  • 発表場所: 東北大学電子光理学研究センター (仙台市)
  • 年月日: 2016-11-01 – 2016-11-02
• [学会発表] Development of a high-intensity photon-beam profile monitor (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: IEEE Nuclear Science Symposuim & Medical Imaging Conference
  • 発表場所: フランス・ストラスブール
  • 年月日: 2016-10-29 – 2016-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] Study of baryon resonances and meson-nucleon interactions using photoproduction reactions at ELPH (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: 2016 JAEA/ASRC Reimei Workshop: New exotic hadron matter at J-PARC
  • 発表場所: 仁荷大学校 (韓国仁川広域市)
  • 年月日: 2016-10-24 – 2016-10-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 荷電パイオンと中性パイオンの同時光生成によるバリオン共鳴の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川貴嗣
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス (宮崎市)
  • 年月日: 2016-09-21 – 2016-09-24
• [学会発表] Simultaneous Photoproduction Of Neutral And Charged Pions On The Deuteron At ELPH (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: The 26th International Nuclear Physics Conference (INPC)
  • 発表場所: オーストラリア・アデレード
  • 年月日: 2016-09-11 – 2016-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] ηn Scattering Length from the γd→pηn Reaction at Eγ～0.9 GeV (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa
  • 学会等名: 14th International Conference on Meson-Nucleon Physics and the Structure of the Nucleon (MENU2016)
  • 発表場所: 京都大学 (京都市)
  • 年月日: 2016-07-25 – 2016-07-30
  • 国際学会
• [備考] 05. 電磁カロリメータ FOREST
  • URL: http://www.lns.tohoku.ac.jp/~hadron/mbr/ishikawa/005j.html
• [備考] 06. 電磁カロリメータ BGOegg のプロトタイプの性能評価
  • URL: http://www.lns.tohoku.ac.jp/~hadron/mbr/ishikawa/006j.html
• [備考] 07. 光生成反応によるデルタ・デルタ共鳴の研究
  • URL: http://www.lns.tohoku.ac.jp/~hadron/mbr/ishikawa/007j.html