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Baryon spectroscopy in $$(pi,2pi)$$ reactions with 10$$^{6}$$Hz pion beams at J-PARC

J-PARCにおける$$(pi,2pi)$$反応によるバリオン励起状態の研究

佐甲 博之; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; Hicks, K.*; Ahn, J. K.*; Kim, S. H.*; Lee, J. W.*; Hwang, S. H.*

Sako, Hiroyuki; Hasegawa, Shoichi; Hosomi, Kenji; Ichikawa, Yudai; Imai, Kenichi; Hicks, K.*; Ahn, J. K.*; Kim, S. H.*; Lee, J. W.*; Hwang, S. H.*

バリオン励起状態(N$$^{*}$$,$$Delta^{*}$$)は長年にわたって研究されてきたが、その性質や質量スペクトルに関する我々の知見は大変限られている。最近、Dynamical-Couple Channel (DCC)模型の発展により、$$(pi,2pi)$$反応がこれらの励起状態に大きく寄与することが分かってきた。しかしながら、$$(pi,2pi)$$反応データは1970年代に測定された24万事象に限られており、決定的に不足している。そのため、我々はJ-PARCにおいて統計を二桁上げるE45実験を提案した。この実験においては、$$10^6$$Hzの$$pi$$ビームを用いて超電導Helmholtz型双極磁石に設置したTime Projection Chamberでこれらの反応を測定する。これらの測定をビーム運動量を細かく変えながら高統計で測定する。本発表では実験の設計と準備状況、シミュレーションの結果を報告する。

Although baryon resonances have been studied for a long time, our knowledge on their properties are still limited. Recently a Dynamical-Couple Channel (DCC) model shows there are significant contributions of $$(pi,2pi)$$ reactions to these baryon resonances. However, there are only 240 thousand events of $$(pi, 2pi)$$ reaction data measured in 1970's. Thus, we proposed an experiment E45 to study baryon resonances in $$(pi,2pi)$$ reaction utilizing $$10^6$$ Hz $$pi$$ beams at J-PARC. We aim at clarifying most of baryon mass levels. We measure these reactions in a large acceptance Time Projection Chamber inside a Helmholtz dipole magnet. We will measure these reactions in small momentum steps over a large beam momentum range and perform partial wave analysis to extract properties of each resonance. In this presentation, we will show the experimental design, expected results in simulations, and the status of the detectors.

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