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J-PARCにおけるHダイバリオン探索のためのスペクトロメータの設計

Design of spectrometer for H-dibaryon search at J-PARC

佐甲 博之; 今井 憲一; 佐藤 進; 杉村 仁志; 市川 裕大; 長谷川 勝一; 白鳥 昂太郎; 木内 隆太*; 本多 良太郎

Sako, Hiroyuki; Imai, Kenichi; Sato, Susumu; Sugimura, Hitoshi; Ichikawa, Yudai; Hasegawa, Shoichi; Shirotori, Kotaro; Kiuchi, Ryuta*; Honda, Ryotaro

最新の格子QCD計算はHダイバリオンに対応するバリオン間ポテンシャルが短距離において引力になり、Hは弱い束縛状態か共鳴状態であると予想する。一方KEK-E224, E522実験は($$K^{-}$$,$$K^{+}$$)反応で$$LambdaLambda$$不変質量分布の閾値付近にピークを観測しHの存在可能性を示したが発見には至っていない。そこでわれわれはJ-PARCにおいて$$10^{6}$$ HzのKビームを用いて統計と質量分解能を向上したH探索実験(P-42)を提案した。この実験では高レートGEM-TPCを中心とした双極子磁場スペクトロメータによってHの崩壊で生成した2個の陽子と2個の$$pi^{-}$$を再構成する。

Recent Lattice-QCD calculations show the baryon-baryon potential corresponding to the H-dibaryon is attactive, and predicts H-dibaryon is either a weakly bound state or a resonance state. On the other hand, KEK-E224, E522 experiments observed a peak near the $$LambdaLambda$$ invariant mass spectrum, which suggests existence of H-dibaryon. However, due to low statistics and low mass resolution, they did not discover the evidence for H-dibaryon. We propose an experiment (P-42) to search for H-dibaryon at J-PARC with $$10^{6}$$ Kaon beams with improved statistics and mass resolutions. In this experiment, a dipole magnet spectrometer based on high-rate capable GEM-TPC is designed to reconstruct 2 protons and to 2 $$pi^{-}$$s decaying from a H-dibaryon.

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