Ｊ－ＰＡＲＣにおけるΞハイパー核の分光実験

J-PARC Ξ超核光谱实验

• 批准号: 13J01075
• 负责人: 金築 俊輔
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01075/
• 关键词: ハイパー核; 磁気スペクトロメータ; Ξハイパー核; 水チェレンコフ検出器; J-PARC; 実験核物理; ストレンジネス; マルチストレンジネス; チェレンコフ検出器

K+解析用磁気スペクトロメータS-2Sの開発と、既存のSKSスペクトロメータを用いた予備実験の実施、データ解析を行った。S-2Sの偏向電磁石D1が2015年5月に完成した。励磁試験を行って動作確認し、NMR磁場測定器を用いて励磁特性を測定した。最大磁場強度1.48 Tを達成し、設計通りの十分な偏向力を有していることを確認した。磁場分布については、測定・較正の方法を検討し、測定器と架台の設計、製作を行った。今後行う予定の詳細な分布測定に先駆けて簡易測定を行い、トリガー検出器位置での漏れ磁場が5Gauss以下であると確認した。(K-,p)事象をトリガー段階で抑制する水チェレンコフ検出器の実機を製作した。宇宙線を用いた実験とモンテカルロシミュレーションにより、K+検出効率95%を保ちながら陽子抑制率90%を達成できることを示した。漏れ磁場に対しては、バッキングコイルを用いてそれを打ち消す磁場を発生させることで、PMTの性能悪化を5%以内に抑制できることを確認した。J-PARCハドロン実験施設は2013年5月に発生した放射性物質漏洩事故への対応のため2年間運転を停止した。その影響でS-2SのK1.8実験室への設置とそれを用いた実験が2年遅れることとなったため、その前段階としてK1.8実験室に既に設置されていたSKSスペクトロメータを用いた予備実験を2015年10-11月に行った。まずCH2標的を用いて入射運動量1.5-1.9 GeV/cの範囲でp(K-,K+)Ξ-反応の断面積測定を行い、過去の実験を約2桁上回る統計量のデータを取得した。Ξ生成の収量が入射運動量1.8GeV/cで最大となることを確認した。また、本研究の目的である炭素標的を用いたΞハイパー核励起スペクトルの測定も行った。エネルギー分解能は5MeV(FWHM)で過去の実験の3倍の向上が期待される。約6万個の準自由過程事象とともに、束縛領域にも有意な事象数を観測した。Ξハイパー核の束縛状態のピーク観測とΞ核ポテンシャルの評価を目標に鋭意解析を進めている。

我们开发了用于K+分析的磁谱仪S-2S，使用现有的SKS谱仪进行了初步实验，并对数据进行了分析。 S-2S弯曲磁铁D1于2015年5月完成。进行励磁测试以确认操作，并使用NMR磁场测量装置测量励磁特性。我们实现了 1.48 T 的最大磁场强度，确认其具有足够的设计偏转力。关于磁场分布，我们考虑了测量和校准方法，并设计和制造了测量设备和安装座。在未来计划进行详细的分布测量之前，我们进行了简单的测量，并确认触发探测器位置的漏磁场小于5高斯。我们构建了一个实际的水切伦科夫探测器，可以在触发阶段抑制 (K-,p) 事件。通过使用宇宙射线和蒙特卡罗模拟的实验，我们表明可以实现 90% 的质子抑制率，同时保持 95% 的 K+ 探测效率。通过使用补偿线圈产生抵消漏磁场的磁场，我们确认可以将 PMT 性能的恶化抑制在 5% 以内。由于2013年5月发生的放射性物质泄漏事故，J-PARC强子实验设施被暂停两年。因此，K1.8实验室中S-2S的安装以及使用它的实验推迟了两年，因此作为第一步，K1.8实验室中已经安装的SKS光谱仪被推迟了两年。 2015年10月至11月进行了初步实验。首先，我们使用 CH2 靶在 1.5-1.9 GeV/c 的入射动量范围内测量了 p(K-,K+)Ξ 反应的横截面，并获得了超出过去实验约两个数量级的统计数据。证实当入射动量为1.8 GeV/c时，Ξ产量达到最大。我们还使用碳靶测量了 Ξ 超核激发光谱，这也是本研究的目的。能量分辨率为5 MeV（FWHM），预计比之前的实验好三倍。除了大约 60,000 个准自由过程事件之外，我们还在绑定区域中观察到了大量事件。我们正在积极进行分析，目的是观察 Ξ 超核的束缚态峰值并评估 Ξ 核势。

项目成果

Status of a new spectmmeter S-2S for spectroscopy of hypernuclei with S=-2 at J-PARC

J-PARC 用于 S=-2 超核光谱的新型光谱仪 S-2S 的状态

• 发表时间: 2014
• 作者: 鹿島 誠;李 河映;山崎 曜;S. Kanatsuki
• 通讯作者: S. Kanatsuki

JINR(ロシア連邦)

JINR（俄罗斯联邦）

J-PARC K1.8ビームラインで用いる新規スペクトロメータS-2Sの準備状況

J-PARC K1.8光束线使用的新型光谱仪S-2S的准备情况

• 发表时间: 2013
• 作者: 金築俊輔;天野宣昭;市川裕大;江川弘行;高橋俊行;高橋仁;永江知文;広瀬恵理奈;藤岡宏之;森津学
• 通讯作者: 森津学