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2020 年度 実績報告書

光子ビームを使ったηN散乱長の精密測定による核子共鳴N(1535)S11の研究

公募研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 19H05141
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) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワードメソン・バリオン相互作用 / カイラル対
研究実績の概要

核子共鳴N*(1535)S11は核子Nのカイラルパートナーの候補とされるが、その構造についてはよくわかっていない。N*(1535) はηメソンとNに崩壊しやすいため、N*(1535)の性質を明らかにするには低エネルギーηN散乱の情報が欠かせない。本研究では、ηと中性子 (n) の散乱の寄与を露わに含む最適な運動学で、重陽子(d) 標的でのηメソン光生成反応の微分断面積を測定し、ηn 散乱の散乱長すなわちηN散乱の散乱長を精密に決定する。これにより自由空間でのN*(1535)の構造、カイラル凝縮に伴う質量増加なのか、ηとNのハドロンクラスターの分子状態なのか、の解明を目指す。
東北大学電子光理学研究センター ELPH の光子ビームラインで 電磁カロリメータ FOREST と前方スペクトロメータ BLC を使って、陽子 (p)を0°で検出した 940 MeV 程度の光子ビームでのγd→ηpn反応に対するηn不変質量に対する微分断面積を測定する。実験遂行により統計量を増やすとともに、データ解析を継続的に行った。水素標的におけるγp→ηpあるいはγp→π0p反応のイベントで BLC スペクトロメータの運動量の較正を行い、重水素標的データでのプリリミナリーなηn不変質量分布を得た。
その他にも中性メソンと核子の間の相互作用として、低エネルギーωp散乱パラメータ (散乱長と有効距離) を決定し、学術論文にまとめあげた。またγd→π0ηd反応イベントの解析でηd 系でのアイソスカラーなダイバリオンのピークを見出し、観測されたダイバリオンの質量と幅を決定するとともに、中間状態のスピンパリティを与えた。またその質量分布からηd散乱パラメータの導出を行った。これらについては、2 つの学術論文 (letter と full paper) を執筆中であり、近日中に投稿予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Experimental study of (p, 2p) reactions at 392 MeV on 12C, 16O, 40Ca and 208Pb nuclei leading to low-lying states of residual nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Noro, Takatsugu Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 ページ: 093D02-1,17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa109

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential cross sections, photon beam asymmetries, and spin density matrix elements of ω photoproduction off the proton at Eγ=1.3-2.4 GeV2020

    • 著者名/発表者名
      N. Muramatsu, T. Ishikawa et al. (LEPS2/BGOegg Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 ページ: 025201-1,10

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.102.025201

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for η’ Bound Nuclei in the 12C(γ,p) Reaction with Simultaneous Detection of Decay Products2020

    • 著者名/発表者名
      N. Tomida, T. Ishikawa et al. (LEPS2/BGOegg Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 ページ: 202501-1,7

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.124.202501

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ωN scattering length from photoproduction on the proton near the reaction threshold2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C Rapid Communications

      巻: 101 ページ: 052201-1,6

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.101.052201

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-strange dibaryons studied in coherent double neutral-meson photoproduction on the deuteron2020

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 241 ページ: 01007-1,8

    • DOI

      10.1051/epjconf/202024101007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ωN scattering length from ω photoproduction on the proton near the threshold2020

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2249 ページ: 030027-1,7

    • DOI

      10.1063/5.0008651

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ωN scattering length from ω photoproduction on the proton near the threshold2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2319 ページ: 080017-1,7

    • DOI

      10.1063/5.0036979

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutron-neutron scattering length from π+ photoproduction on the deuteron2020

    • 著者名/発表者名
      S.X. Nakamura, T. Ishikawa, T. Sato
    • 雑誌名

      arXiv preprint

      巻: nucl-th ページ: 2003.02497-1,23

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Coherent neutral pion and eta meson photoproduction on the deuteron2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa
    • 学会等名
      Yamada Conference LXXII: The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics (APFB2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] ηd threshold structure from the γd→π0ηd reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa
    • 学会等名
      Hadron in Nucleus 2020 (HIN20)
    • 国際学会
  • [学会発表] Hadron physics from meson photoproduction experiments at ELPH2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa
    • 学会等名
      東京工業大学量子物理学ナノサイエンス第307 回セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] nn scattering length from positive pion photoproduction on the deuteron2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa
    • 学会等名
      東京工業大学インフォーマルセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Low-energy neutron-neutron scattering studied with pion photoproduction on the deuteron2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi X Nakamura
    • 学会等名
      Hadron in Nucleus 2020 (HIN20)
    • 国際学会
  • [学会発表] Hadron-hadron scattering length from meson photoproduction2020

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ishikawa
    • 学会等名
      Joint THEIA-STRONG2020 and JAEA/Mainz REIMEI Web-Seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] Hadron-hadron scattering length from meson photoproduction2020

    • 著者名/発表者名
      石川貴嗣
    • 学会等名
      ELPH workshop C029 “様々なフレーバー領域で探るクォーク・ハドロン多体系の分光と構造”
  • [学会発表] 重水素標的におけるコヒーレントπ0η光生成反応によるηN散乱長の決定2020

    • 著者名/発表者名
      石川貴嗣
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子クラスターで読み解く物質の階層構造」 ワークショップ(第5回クラスター階層領域研究会)
  • [学会発表] 仮想光子を使った nn 散乱長の精密測定による荷電対称性の破れの研究2020

    • 著者名/発表者名
      石川貴嗣
    • 学会等名
      新学術領域研究「宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。」 ワークショップ(第2回領域全体会議)
  • [学会発表] Determination of eta-nucleon scattering length from eta photoproduction on the deuteron2020

    • 著者名/発表者名
      石川貴嗣
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子クラスターで読み解く物質の階層構造」 ワークショップ(第3回クラスター階層領域研究会)
  • [学会発表] Neutron-neutron scattering length from π+ photoproduction on the deuteron2020

    • 著者名/発表者名
      中村聡
    • 学会等名
      ELPH workshop C029 “様々なフレーバー領域で探るクォーク・ハドロン多体系の分光と構造”
    • 招待講演
  • [備考] 超前方荷電粒子検出で拓く物理

    • URL

      http://www.lns.tohoku.ac.jp/hadron/mbr/ishikawa/j2020a.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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