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2017 年度 実績報告書

超伝導検出器を用いたハドロニック原子X線精密分光

研究課題

研究課題/領域番号 26707014
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

岡田 信二  国立研究開発法人理化学研究所, 東原子分子物理研究室, 協力研究員 (70391901)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード超伝導検出器 / マイクロカロリメータ / X線分光 / エキゾチック原子 / ハドロニック原子 / K中間子 / J-PARC / 国際情報交換
研究実績の概要

本研究は、超伝導遷移端センサー(TES)マイクロカロリメータX線検出器とその多素子読み出し技術を、世界に先駆けて当該分野に導入し、次世代ハドロニック原子高精度X線分光の開拓を目指す。協力関係にあるアメリカ国立標準技術研究所(NIST)の240ピクセルTES素子を用い、K中間子-原子核間の強い相互作用ポテンシャルの深さに関する長年の謎の解明を目的とした、K中間子原子X線精密分光実験(J-PARC E62)を推進している。

昨年度実施した、実際のJ-PARCビームラインにおけるコミッショニング実験(静止K-調整方法の確立・バックグラウンド評価・TES検出器動作確認)の結果を受け、J-PARC PAC実験審査会にて、2018年6月にE62本実験のビームタイムが割り当てられることが決定した。当該年度は、本実験に向けた最終準備を進めた。

これまで個々に動作試験を行ってきた液体ヘリウム標的システムと超伝導遷移端検出器(TES)システムを結合し、最終形態での動作試験において必要な性能を満たすことを確認した。さらに、TES検出器がHe標的見込む立体角をできるだけ増やすため、各冷却ステージ(50mK, 3K, 60K)における輻射・磁気シールド用の窓サイズ広げる一方、これにより磁気遮蔽効果が減少するため、窓サイズの最適化・外側(常温部)の磁気遮蔽強化等のスタディを行った。同時に、ビームライン検出器、補助のX線検出器であるシリコンドリフト検出器の整備、及び、読み出し系の整備を進めた。現在は、液体He標的とTESを含めた検出器群の最終調整をしつつ、6月のビームタイムに備えている。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

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

  • [国際共同研究] アメリカ国立標準技術研究所 (NIST)(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      アメリカ国立標準技術研究所 (NIST)
  • [国際共同研究] ステファンマイヤー研究所 (SMI)(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ステファンマイヤー研究所 (SMI)
  • [国際共同研究] イタリア国立核物理学研究所 (INFN)(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      イタリア国立核物理学研究所 (INFN)
  • [国際共同研究] ルンド大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ルンド大学
  • [雑誌論文] Beamline test of a transition-edge-sensor spectrometer in preparation for kaonic-atom measurements2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, S. Okada, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 27(4) ページ: 1--5

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2646374

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kaonic-Atom X-ray Spectroscopy with Superconducting Microcalorimeters2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, S. Okada, et al.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 17 ページ: 072001

    • DOI

      10.7566/JPSCP.17.072001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Hadronic atoms at J-PARC HEF2018

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      International workshop on the project for the extended hadron experimental facility of J-PARC
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導TESカロリメータを用いたK中間子原子のX線精密分光プロジェクト(4)2018

    • 著者名/発表者名
      早川亮大, 岡田信二 et al.
    • 学会等名
      日本天文学会2017年春季年会
  • [学会発表] TES application to kaonic atom X-ray spectroscopy in a charged-particle beamline2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, S. Okada et al.
    • 学会等名
      17th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray spectroscopy of kaonic atoms with cryogenic detectors2017

    • 著者名/発表者名
      S. Okada et al.
    • 学会等名
      International Conference on Exotic Atoms and Related Topics (EXA2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Kaonic atoms at J-PARC2017

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      Kaon in atoms/nuclei at DAFNE and J-PARC
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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