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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Integrated study in very forward productions in high energy cosmic ray interactions by colliders

Research Project

Project/Area Number 18H01227
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

伊藤 好孝  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 後藤 雄二  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 先任研究員 (00360545)
毛受 弘彰  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (10447849)
さこ 隆志  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords宇宙線 / 素粒子実験 / 実験核物理 / 国際協力 / 加速器 / CERN / 超前方散乱
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、年度当初からのコロナ禍のため、国内外での実験作業や国際会議出席のみならず、学内での対面会議や共同作業も見送る状況となり、スケジュール見直しや研究アクティビティ確保に苦慮した。コロナ禍によるロックダウンによりLHC運転スケジュールは変更され、Run-3で予定するデータ取得に向けたSPSでのビーム較正実験も遅延したが、2021年9月に移動禁止の影響の残る中SPSでのビームテストを9月22日から29日まで実施し、検出器のチェックを行うことができた。本テストでは、ATLAS-ZDCをLHCf検出器下流に設置しての陽子ビーム照射ランも行われ、ZDC-LHCfの連動シャワー測定の性能評価を行う事が可能となった。この結果、ハドロンシャワーのエネルギー分解脳を従来の40%からほぼ半減する事が可能である事がわかった。
コロナ禍ながら、データ解析は順調に行われ、LHCf13TeV陽子陽子衝突から超前方中性子による非弾性度測定や、RHICf実験での検出機性能評価論文を出版した。また、空気シャワー発達に対する超前方粒子生成の影響の中で、特に回折的散乱に焦点を絞って詳細に影響を調査した論文を上梓し、これらの成果による学位論文1本を輩出した。これら以外にも、RHICf実験での超前方中性子の横偏極度測定及び超前方ガンマ線エネルギー測定、超前方K中間子測定の感度見積もりなど、数本の論文を投稿、または投稿準備中である。また、ATLAS-LHCf連動解析の結果についてもコラボレーション内の内部査読を終え、論文草稿執筆に段階にあり、多くの科学成果の刈り取りの段階に来た。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] INFN Florence/INFN Catania(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      INFN Florence/INFN Catania
  • [Int'l Joint Research] Ecole Polytechnique(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Ecole Polytechnique
  • [Int'l Joint Research] Korea University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Korea University
  • [Journal Article] Simulation study on the effects of diffractive collisions on the prediction of the observables in ultra-high-energy cosmic-ray experiments2021

    • Author(s)
      Ohashi Ken、Menjo Hiroaki、Itow Yoshitaka、Sako Takashi、Kasahara Katsuaki
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2021 Pages: 033F01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Performance of RHICf detector during operation in 20172021

    • Author(s)
      Adriani O.、Berti E.、Bonechi L.、D'Alessandro R.、Goto Y.、Hong B.、Itow Y.、Kasahara K.、Kim M.H.、Menjo H.、Nakagawa I.、Ohashi K.、Sako T.、Sakurai N.、Sato K.、Seidl R.、Tanida K.、Torii S.、Tricomi A.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 16 Pages: P10027~P10027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/16/10/P10027

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurement of energy flow, cross section and average inelasticity of forward neutrons produced in $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV proton-proton collisions with the LHCf Arm2 detector2020

    • Author(s)
      The LHCf collaboration、Adriani O.、Berti E.、Bonechi L.、Bongi M.、D’Alessandro R.、Detti S.、Haguenauer M.、Itow Y.、Kasahara K.、Menjo H.、Muraki Y.、Ohashi K.、Papini P.、Ricciarini S.、Sako T.、Sakurai N.、Sato K.、Tamura T.、Tiberio A.、Torii S.、Tricomi A.、Turner W.C.、Ueno M.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2020(07) Pages: 016

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2020)016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transverse Single-Spin Asymmetry for Very Forward Neutral Pion Production in Polarized p + p collisions at √s =510 GeV2020

    • Author(s)
      Kim M.?H.、Adriani O.、Berti E.、Bonechi L.、D’Alessandro R.、Goto Y.、Hong B.、Itow Y.、Kasahara K.、Lee J.?H.、Ljubicic T.、Makino Y.、Menjo H.、Nakagawa I.、Ogawa A.、Park J.?S.、Sako T.、Sakurai N.、Sato K.、Seidl R.、Tanida K.、Torii S.、Tricomi A.、Ueno M.、Zhou Q.?D.、RHICf Collaboration
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 124 Pages: 252501

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.124.252501

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 次期pp衝突測定に向けたLHCf実験の準備状況2022

    • Author(s)
      毛受弘彰
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
  • [Presentation] LHCf experiment: Current status and future prospect2021

    • Author(s)
      Yoshitaka Itow
    • Organizer
      Low-x 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Status and Prospects of the LHCf and RHICf experiments2021

    • Author(s)
      Hiroaki Menjo
    • Organizer
      37th International Cosmic Ray Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Very forward hadron measurements with LHCf/RHICf detectors2021

    • Author(s)
      Hiroaki Menjo
    • Organizer
      3rd Forward Physics Facility Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Future physics plan from RHICf2021

    • Author(s)
      Hiroaki Menjo
    • Organizer
      2021 RHIC/AGS Annual Users' Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] LHCf/RHICfによるトランジションエネルギー領域の相互作用研究2021

    • Author(s)
      毛受弘彰
    • Organizer
      第五回 空気シャワー観測による宇宙線の起源探索勉強会
  • [Presentation] LHCf実験の次期測定計画とその準備状況2020

    • Author(s)
      毛受弘彰
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Physics and detectors of LHCf/RHICf2020

    • Author(s)
      毛受弘彰
    • Organizer
      KEK研究会「素粒子・原子核コライダー物理の交点」
  • [Remarks] LHC Forward Experiment

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/LHCf/

  • [Remarks] LHCf/RHICf実験

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/CR/research/interactions/

  • [Remarks] LHCf

    • URL

      https://home.cern/science/experiments/lhcf

  • [Remarks] The RHICf experiment

    • URL

      http://crportal.isee.nagoya-u.ac.jp/RHICf/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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