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Search for $$Theta^+$$ via the pion induced reaction at J-PARC; J-PARC E19

J-PARCにおけるパイオン誘導反応を用いた$$Theta^+$$の探索; J-PARC E19

白鳥 昂太郎

Shirotori, Kotaro

2003年にペンタクォーク($$Theta^+$$)の存在を示すデータがLEPSグループから報告されているが、未だに$$Theta^+$$の存在は確定していない。2010年にJ-PARCでの最初の物理データ取得実験としてJ-PARC E19実験を行い、$$Theta^+$$の探索を行った。実験はJ-PARC K1.8ビームラインで行い、高い分解能を持つSKS磁気スペクトロメータシステムを用いた。Missing massとして$$Theta^+$$の質量を測定し、質量分解能はFWHMで1.4MeV/$$c^2$$を達成した。これはこれまでで最も高い感度を達成できる性能である。実験では運動量1.92GeV/$$c$$$$pi^-$$ビームを液体水素標的に照射して$$Theta^+$$の生成を試みた。しかし、missing massには明瞭なピーク構造は観測されなかった。よって、実験により$$Theta^+$$の生成断面積の上限値0.3$$mu$$bが得られた。

An observation of the $$Theta^+$$ pentaquark which consists of five quarks was firstly reported by the LEPS collaboration in 2003. However, the existence of $$Theta^+$$ has been not confirmed. The 1st step of the J-PARC E19 experiment was performed at the J-PARC K1.8 beam line in 2011. The purpose of the experiment is to search for $$Theta^+$$ in the $$p(pi^-, K^-)$$ reaction using the K1.8 beam line spectrometer and the SKS system. The missing mass resolution using both systems was 1.4 MeV/$$c^2$$ (FWHM) by which the highest sensitivity could be achieved. We irradiated $$pi^-$$ mesons on the liquid hydrogen target with the beam momentum of 1.92 GeV/$$c$$. In the missing mass spectrum, any peak structure corresponding to $$Theta^+$$ mass was not observed. The upper limit of the cross section was obtained to be less than 0.3 $$mu$$b.

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