エキゾティック原子分光による原子核内での中間子質量変化の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340067
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 早野 龍五 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30126148)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板橋 健太 理化学研究所, ミュオン科学研究室, 研究員 (30322093)
• Keywords: 中間子 / 量子色力学 / カイラル対称性 / 国際研究者交流 / ドイツ / エキゾティック原子 / 中間子原子の深い束縛状態 / チェレンコフカウンター

Research Abstract

我々が開拓し、世界で初めて成功した「(d,3He)反応によるπ中間子の深い束縛状態分光」を更に発展させ、原子核物理の中心的課題の一つである原子核内でのカイラル対称性の部分回復を研究することを目的とする。具体的な研究テーマは以下の2点である。
1.π中間子錫原子の深い束縛状態(1s基底状態)の束縛エネルギーと吸収巾を精密、かつ系統的に測定し、原子核中でカイラル対称性が部分的に回復していることを示す。
2.(d,3He)反応を他の中間子、すなわちエータ(η)及びオメガ(ω)が原子核に束縛された状態の生成に応用する。束縛エネルギーと巾を測定し、これらの中間子の核物質中での有効質量を決定し、カイラル対称性の回復に関する更なる証拠を示す。
本年度の成果は以下の通り。
1.π中間子錫原子のデータ解析を終えた。測定した1s状態の束縛エネルギーと巾から、いわゆるb_1パラメター(アイソベクトル散乱長)を求めたところ、真空中での値よりも有為に増大していることが見いだされた。この結果と、量子色力学(QCD)有効理論との比較から、原子核中でカイラル対称性が約35%回復していることを明確に示した。
2.ドイツのGSI研究所で2003年に実施予定であるη中間子と原子核の束縛状態の探索実験で用いる、新型焦点面検出器(速度弁別・分割型チェレンコフカウンター)の製作を完了し、12月にGSI研究所においてテスト実験を実施した。テストの結果、位置分解能、粒子識別能力とおに目標を達成していることを示した。

Research Products

• [Publications] H.Geissel et al.: "Experimental indication of a reduced chiral order parameter from the 1sπ state in ^<205>Pb"Physics Letters. B549. 64-71 (2002)
• [Publications] K.Suzuki et al.: "High-precision spectroscopy of pionic 1s states of Sn nuclei and evidence for partial restoration of chiral symmetry in the nuclear medium"Physical Review Letters(採択).