Beam Particle Identification for Cascade Baryon Spectroscopy

用于级联重子光谱的光束粒子识别

• 批准号: 19H01925
• 负责人: 成木 恵
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01925/
• 关键词: ハドロン物理; 測定器; ハドロン分光; ハドロン反応; ハドロン; 分光学; バリオン; マルチストレンジネス; バリオン分光; ハドロン構造; 粒子識別検出器; 粒子検出器; ストレンジネス; ハドロンビーム; ハドロン物理学実験; 測定器開発; 差分型チェレンコフ検出器; 粒子識別

J-PARCハドロン実験施設では、近年高運動量ビームラインと呼ばれる施設が稼働を開始した。現在は一次陽子をビームとして供給している。これを二次粒子を輸送できるビームラインとして利用する計画がある。このような新しい機能が実現されると、世界で唯一、高運動量領域における二次粒子ラインが完成することとなる。この好機に際し、本研究ではビーム粒子のための粒子識別検出器を開発している。二次粒子ビームライン実現に向けて、まず現在のレイアウトにおいて一次陽子に混入する二次粒子の生成および輸送量の測定を実現させた。この結果より、開発中の検出器について、想定される運動量領域の粒子を実際に性能試験に用いる可能性が開かれた。また、これまでに検討してきた読み出し回路の選定を行った。当該検出器は、エアロジェル輻射体を用い、ビーム粒子に対して発生したチェレンコフリングのイメージを検出し、粒子識別を行う。特に、現行施設での最大運動量である2GeV/cを超えて，5GeV/cのK中間子を利用することができれば、これまでに実験的な情報が乏しかったΞ粒子の分光研究が可能となる。このとき、K中間子に対してπ中間子が2桁から3桁ほど多く生成されてしまう。従って、大量のπ中間子を除去し、能動的にK中間子のリングを識別する機器が重要となる。本研究では、チェレンコフ光の検出にMPPCを用いる。想定されるビーム計測率が高いことから、これに対応した読み出し回路が必要となっていた。これまでにいくつかの可能性について検討を重ねた結果、最適な回路を選定し、かつ入手することができた。

在 J-PARC 强子实验设施中，一个名为高动量束线的设施最近开始运行。目前，初级质子以束流形式提供。有计划将其用作可以传输二次粒子的光束线。如果实现这样的新功能，世界上唯一的高动量区二次粒子线将建成。利用这个机会，本研究正在开发一种用于束粒子的粒子识别探测器。为了实现二次粒子束线，我们首先实现了当前布局中与一次质子混合的二次粒子的产生和传输量。这一结果开启了实际使用假定动量范围内的粒子对正在开发的探测器进行性能测试的可能性。我们还选择了迄今为止我们一直在考虑的读出电路。该探测器使用气凝胶辐射器来探测束粒子中产生的切伦科夫环图像并进行粒子识别。特别是，如果可以使用 5 GeV/c 的 kaons（超过当前设施中最大动量 2 GeV/c），则可以对 Ξ 粒子进行光谱研究，而这方面的实验还很少。截至目前的信息。此时，产生的π介子比K介子多两到三个数量级。因此，开发能够去除大量π介子并主动识别Ka介子环的设备非常重要。在本研究中，我们使用 MPPC 来检测切伦科夫光。由于预计光束测量速率较高，因此需要与之相对应的读出电路。经过反复考虑多种可能性，我们最终选择并获得了最佳电路。

项目成果

Observation of Coulomb-Assisted Nuclear Bound State of X--14N System

X--14N系统库仑辅助核束缚态观测

• DOI: 10.1103/physrevlett.126.062501
• 发表时间: 2021
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: S. H. Hayakawa;K. Nakazawa;et al. (J-PARC E07 Collaboration)
• 通讯作者: et al. (J-PARC E07 Collaboration)

Cascade Baryon Spectroscopy with meson beams

介子束级联重子光谱

• 发表时间: 2020
• 作者: Tanaka Takaaki;Okuno Tomoyuki;Uchida Hiroyuki;Yamaguchi Hiroya;Lee Shiu-Hang;Maeda Keiichi;Williams Brian J.;成木恵
• 通讯作者: 成木恵

Baryon spectroscopy at high momentum beamline

高动量光束线重子光谱

• 发表时间: 2021
• 作者: Ohshiro Yuken;Yamaguchi Hiroya;Leung Shing-Chi;Nomoto Ken’ichi;Sato Toshiki;Tanaka Takaaki;Okon Hiromichi;Fisher Robert;Petre Robert;Williams Brian J.;M. Naruki
• 通讯作者: M. Naruki

高エネルギー2次ビームを用いて展開するハドロン物理

使用高能二次束开发的强子物理学

• 发表时间: 2021
• 作者: Okon Hiromichi;Tanaka Takaaki;Uchida Hiroyuki;Tsuru Takeshi Go;Seta Masumichi;Kokusho Takuma;Smith Randall K.;成木恵
• 通讯作者: 成木恵