高分解能電磁カロリメータを用いたη'中間子の核内質量変化の測定

使用高分辨率电磁量热仪测量 η 介子的核内质量变化

• 批准号: 22K14047
• 负责人: 松村 裕二
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14047/
• 关键词: 電磁カロリメータ; η'中間子; ハドロン物理学; カイラル対称性; クォーク核物理

本研究は大立体角電磁カロリメータを用いてη'中間子の原子核内崩壊の測定を行い、核媒質中でのη'中間子質量スペクトルの変化を調べることを目的としている。原子核媒質中のような高密度環境ではカイラル対称性の部分的回復に伴ってη'中間子の質量が大きく減少すると予想されており、原子核内部で崩壊したη'中間子の質量スペクトルは真空中のものから変化すると期待される。炭素原子核標的を用いた先行研究では低運動量η'のγγ崩壊の不変質量分布中に質量変化の信号兆候が観測されていたが、統計量が少なく証拠として不十分であった。本年度は未解析のデータを含む高統計の解析を進め、加えて電磁カロリメータの較正法や分解能の評価法などをアップデートすることでデータの信頼性を向上させた。これらの結果は日本物理学会2023年春季大会で報告した。また、SPring-8/LEPS2ビームラインにおいて、さらなる高統計・高精度な測定のため新たに電磁カロリメータを追加した上でよりセンシティビティの高い銅標的を用いたアップグレード実験の準備を進めた。既存の電磁カロリメータシステムに加え新たにインストールした電磁カロリメータの整備およびデータ収集回路系の構築を行った。本年度1月には銅標的を用いた光子ビームテストを行い、電磁カロリメータ群のコミッショニングデータを取得した。これらのデータに基づき電磁カロリメータ群の動作確認、不良チャンネルへの対処、性能評価などを進めている。

本研究的目的是利用大立体角电磁量热仪测量η'介子的核内衰变，并研究核介质中η'介子的质谱变化。在核介质等高密度环境中，由于手性对称性部分恢复，η'介子的质量预计会显着下降，并且在核内衰变的η'介子的质谱与在真空中预计会发生变化。在先前使用碳核靶的研究中，在低动量η'的γγ衰变的不变质量分布中观察到质量变化的信号特征，但由于统计量较小，证据不足。今年，我们对包括未分析数据在内的数据进行了高度统计分析，通过更新电磁热量计校准方法和分辨率评估方法，提高了数据的可靠性。这些结果在日本物理学会 2023 年春季会议上报告。此外，在SPring-8/LEPS2光束线上，我们添加了新的电磁量热仪，以实现更高的统计和精确测量，并正在准备使用更高灵敏度的铜靶进行升级实验。除了现有的电磁热量计系统外，我们还安装了新的电磁热量计并构建了数据采集电路系统。今年1月，我们使用铜靶进行了光子束测试，获得了电磁量热仪组的调试数据。根据这些数据，我们正在验证电磁量热仪组的运行、处理有缺陷的通道并评估性能。

项目成果

Direct measurement of the η' mass inside a nucleus via the η'→γγ decay at the BGOegg experiment

BGOegg 实验中通过 η→γγ 衰变直接测量原子核内的 η 质量

• 发表时间: 2023
• 作者: Cao Zheng;Hattori Koichi;Hongo Masaru;Huang Xu-Guang;Taya Hidetoshi;田屋英俊;Hidetoshi Taya;Hidetoshi Taya;田屋英俊;松村裕二;Yuji Matsumura
• 通讯作者: Yuji Matsumura