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2021 年度 実績報告書

HypTPCを用いた少数系K中間子クラスターK-pp, K-ppp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 21H00130
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

市川 裕大  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (50756244)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワードストレンジネス核物理 / K中間子原子核
研究実績の概要

J-PARC K1.8ビームラインにおいて、KURAMAスペクトロメータとHypTPCを中心とするHyperonスペクトロメータを用いて、令和3年度にデータ取得を行った。
この実験では、キャリブレーション用にKURAMA電磁石ON/OFF、Hyperonスペクトロメータ用電磁石ON/OFFの状態で、Beam Throughのデータを取得した。このBeam Throughのデータを用いて、KURAMA Spectrometerの位置検出器とHypTPC検出器の位置のキャリブレーションを行うことができる。また、同様にスペクトロメータのキャリブレーションの為にCH2 標的のデータを取得した。キャリブレーションデータ取得後に、約30日の間、ダイヤモンド標的の物理データを取得した。
データ取得後は、Beam ThroughやCH2標的のデータなどを用いて、HypTPCのキャリブレーションを進めた。また、KURAMA スペクトロメータ側の解析も進め、p(K-, K+)Ξ-反応を用いて、Ξ粒子の生成率、Missing mass分解能を見積もり、スペクトロメータの健全性を評価した。
また、研究会等で、本研究計画に関する発表やPreliminaryな解析結果の報告を行った。

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

予定通り、2021年5, 6月に実験データを取得することができた。
実験前までに、HypTPC検出器をはじめとする検出器群の設置、信号チェックなどを終了させ、無事実験に臨むことができた。実験中は、HypTPC検出器のゲーティンググリッドなどに不調があり、実験中に検出器の取り出して、メンテナンスを行うなどのトラブルはあったが、短時間で問題を解決することができ、全体のビームタイムのスケジュールを変更することなく、実験を完了させることができた。
2021年度中は、KURAMAスペクトロメータの解析を概ね完了することができた。p(K-, K+)Ξ-反応のスペクトル解析から、Ξ粒子を再構成することに成功した。また、Ξ粒子の収量、質量分解能は概ね想定通りの値になっており、正しくデータを取得できたことを確認することができた。
Hyperonスペクトロメータ(HypTPC)の解析は、FADCのWaveform解析(ベースライン補正)や検出効率の評価、トラッキングアルゴリズムの開発など基礎的な解析を進めた。

今後の研究の推進方策

今後は、Hyperonスペクトロメータ(HypTPC)のデータ解析を進め、物理解析を本年度中に行う予定である。また、得られた結果を研究会などで報告し、理論研究家などと結果について議論を進める。
また、必要な物品などを購入し、スペクトロメータシステムの維持・管理も行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] (K-, p)反応を用いたK中間子原子核研究の将来計画2022

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      J-PARCハドロン研究会 2022
  • [学会発表] Hダイバリオン探索実験J-PARC E42の解析状況2022

    • 著者名/発表者名
      早川修平
    • 学会等名
      J-PARCハドロン研究会 2022
  • [学会発表] HypTPCを用いた少数系K中間子クラスターK-pp, K-pppの研究2021

    • 著者名/発表者名
      市川裕大
    • 学会等名
      第6回クラスター階層領域研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for the H-dibaryon near ΛΛ and Ξ-p thresholds via 12C(K-, K+) reactions at J-PARC2021

    • 著者名/発表者名
      Shin Hyung Kim
    • 学会等名
      for the 24th International Spin Symposium (SPIN2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] H-Dibaryon search in 12C(K-,K+) reaction with a Hyperon Spectrometer - J PARC E422021

    • 著者名/発表者名
      WooSeung Jung
    • 学会等名
      Second International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (2nd J-PARC HEF-ex WS)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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