J-PARCにおける重イオン将来計画のためのスペクトロメータ設計

Spectrometer design for a future heavy-ion program at J-PARC

佐甲 博之   ; 原田 寛之  ; 今井 憲一; 永宮 正治; 小沢 恭一郎; Saha, P. K.   ; 西尾 勝久   ; Hwang, S.

Sako, Hiroyuki; Harada, Hiroyuki; Imai, Kenichi; Nagamiya, Shoji; Ozawa, Kyoichiro; Saha, P. K.; Nishio, Katsuhisa; Hwang, S.

核子あたり10GeV/cのJ-PARCエネルギーにおける重イオン衝突では、原子核密度の10倍程度の高バリオン密度に達すると予想されており、臨界点等、QCD相構造解明が期待されている。このような状況を踏まえ、将来的な重イオン実験のスペクトロメータの設計を進めている。この実験では、レプトン対測定により高バリオン密度の情報を直接とらえることを目指している。さらに相転移に感度のあると考えられている事象揺らぎ、多重ストレンジハドロン生成、Hダイバリオン、ハイパー核等のエキゾティックハドロンの測定を目指している。スペクトロメータはビーム軸との角度30度以上の後方を覆うソレノイドスペクトロメータと双曲磁石を用いた30度以下のダイポールスペクトロメータから構成される。ハドロン識別はTime-of-flightカウンタ、電子識別はRing Imaging Cerenkov Detector、光子の再構成は電磁カロリーメータ、ミュオン測定は鉄absorberとトラッカーにより行う。これらのGEANTによるシミュレーションの結果を示す。

In heavy-ion collisions at 10 AGeV/c, the baryon density is expected to reach 10 times as high as the normal nucleus density. We are designing a spectrometer for a future heavy-ion experiment. We aim at observing directly the information on high baryon density in dilepton measurements. The spectrometer consists of a solenoid spectrometer which covers the backward acceptance at the polary angle larger than 30 degrees, and a dipole spectrometer which covers the polar angle less than 30 degrees. Hadrons will be identified by Time-of-flight counters, electrons will be identified by a Ring Imaging Cherencov Counters, photons will be identified by electromagnetic calorimeters, and muons will be measured by iron absorbers and trackers.