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論文

High-rate performance of a time projection chamber for an H-dibaryon search experiment at J-PARC

Kim, S. H.*; 市川 裕大; 佐甲 博之; 長谷川 勝一; 早川 修平*; 七村 拓野*; 佐藤 進; 谷田 聖; 吉田 純也; 他11名*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 940, p.359 - 370, 2019/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:34.3(Instruments & Instrumentation)

We have developed a gas electron multiplier (GEM)-based time projection chamber (TPC) for the H-dibaryon search experiment at J-PARC. High-rate $$K^-$$ beam particles enter a TPC gas volume of approximately 0.2 m$$^3$$, in a direction perpendicular to the electric field. A long-rectangular hollow section is located inside the TPC volume to accommodate a diamond target. We commissioned the TPC using 230 MeV protons with beam rates of up to 1 MHz. The TPC data acquisition system collected 5768 pad signals in full readout mode, with almost 100% efficiency, at a preset trigger rate of 230 Hz. We operated the TPC in an Ar/CH$$_4$$ gas mixture (90/10) without a magnetic field. The spatial resolutions on the pad plane are measured to be 400-700 $$mu$$m, which correspond to 230-300 $$mu$$m in a magnetic field of 1 T. We confirmed high tracking capability at beam rates of up to 1 MHz.

論文

Observation of a Be double-Lambda hypernucleus in the J-PARC E07 experiment

江川 弘行; 足利 沙希子; 長谷川 勝一; 橋本 直; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二*; 七村 拓野; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(2), p.021D02_1 - 021D02_11, 2019/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

A double-$$Lambda$$ hypernucleus, $${}_{LambdaLambda}mathrm{Be}$$, was observed by the J-PARC E07 collaborationin nuclear emulsions tagged by the $$(K^{-},K^{+})$$ reaction. This event was interpreted as a production and decay of $$ {}_{LambdaLambda}^{;10}mathrm{Be}$$,$${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$, or $${}_{LambdaLambda}^{;12}mathrm{Be}^{*}$$ via $$Xi^{-}$$ capture in $${}^{16}mathrm{O}$$.By assuming the capture in the atomic 3D state, the binding energy of two $$Lambda$$ hyperons$$,$$($$B_{LambdaLambda}$$)of these double-$$Lambda$$ hypernuclei are obtained to be$$15.05 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, $$19.07 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, and $$13.68 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, respectively. Based on the kinematic fitting, $${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$ is the most likely explanation for the observed event.

論文

Trapping probability of strangeness via $$mathrm{Xi}^{-}$$ hyperon capture at rest in nuclear emulsion

Theint, A. M. M.*; 江川 弘行; 吉田 純也; 他7名*

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(2), p.021D01_1 - 021D01_10, 2019/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:45.7(Physics, Multidisciplinary)

In the E373 experiment at KEK-PS, we have located nearly $$2 times 10^{4}$$ stopping events of $$Xi^{-}$$ hyperon candidates in nuclear emulsion. Among them, the identification of $$Xi^{-}$$ hyperon was performed with Constant Sagitta (CS) method by measuring multiple Coulomb scattering for 695 clearly stopping events. With use of Geant4 simulation, the parameters for the CS method were optimised and we obtained the number of real $$Xi^{-}$$ stopping events to be $$432.3 pm 7.6^{+0.0}_{-14.0}$$ with 3.2% systematic error. The trapping probabilities of two $$Lambda$$ hyperons for light and heavy nuclei were found to be $$5.0 pm 1.7$$% and $$4.2 pm 1.4$$%, respectively. For at least one $$Lambda$$ trapping, the probabilities were $$69.4 pm 8.1$$% and $$51.1 pm 5.7$$% for light and heavy nuclei. These results are the first time to present the trapping probabilities of $$Lambda$$ hyperons via $$Xi^{-}$$ hyperon capture at rest in the emulsion.

報告書

原子力施設等の緊急時における被ばく評価事例集

川崎 将亜; 中嶌 純也; 吉田 圭佑; 加藤 小織; 西野 翔; 野崎 天生; 中川 雅博; 角田 潤一; 菅谷 雄基; 長谷川 里絵; et al.

JAEA-Data/Code 2017-004, 57 Pages, 2017/03

JAEA-Data-Code-2017-004.pdf:2.34MB

原子力施設の事故発生時においては、事故による影響及びその範囲を迅速に把握するために、放出された放射性物質による一般公衆への影響や事故による作業者の個人被ばく線量を早期に評価し報告することが求められる。そのため、原子力科学研究所放射線管理部においては、事故発生時の迅速な対応に資するために、一般公衆及び作業者の被ばく線量評価について、評価方法及び必要となる各種パラメータ等を想定される事故事例ごとにまとめ、事例集を整備した。本事例集では、原子力科学研究所で想定される各種事故に加え、過去の原子力事故で放出された放射性物質による被ばく評価について扱っており、これらは緊急時における被ばく評価についての知見・技術の継承にも用いることができる。

報告書

東京電力(株)福島第一原子力発電所事故に関する放射線管理の基準の根拠及び課題について

山田 克典; 藤井 克年; 神田 浩志; 東 大輔; 小林 稔明; 中川 雅博; 深見 智代; 吉田 圭佑; 上野 有美; 中嶌 純也; et al.

JAEA-Review 2013-033, 51 Pages, 2013/12

JAEA-Review-2013-033.pdf:2.73MB

平成23年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故以降、放射線防護・放射線管理にかかわるさまざまな基準が策定された。インターネット等を通じて、これらの基準を調査した結果、下記13項目があげられた。(1)ヨウ素剤の服用基準値、(2)避難住民等に対するスクリーニングレベル、(3)避難区域、屋内退避等、(4)食品規制値(暫定規制値、基準値)、(5)放射線業務従事者の緊急時被ばく限度、(6)水浴場開設の判断基準、(7)学校・校庭の利用の判断基準、(8)作付基準、(9)飼料の暫定許容値、(10)堆肥の暫定許容値、(11)船舶、コンテナ等の除染基準、(12)廃棄物の取扱、処分等、(13)除染作業にかかわる基準。これらの基準の根拠を調査・整理し、今後の放射線防護、放射線管理の課題を検討した。

口頭

J-PARC E07のエマルションの解析状況

吉田 純也; 大橋 正樹*; 後藤 良輔*; 長瀬 雄一*; 村井 李奈*; May, S.*; Aye, M. M. T.*; 金原 慎二*; 吉本 雅浩*; 仲澤 和馬*

no journal, , 

J-PARC E07実験は、2016年6月に1st physics run、2017年4月から6月に2nd physics runとしてK-ビームの照射を行い、準備した全ての原子核乾板モジュールに飛跡情報を蓄積した。現在、顕微鏡下でのダブルストレンジネス核を探索する解析作業を継続中である。本講演ではその解析状況について、質、速度、進捗、今後の展望について議論する。

口頭

J-PARC E07, systematic study of double strangeness nuclei with hybrid emulsion method

吉田 純也

no journal, , 

二重ストレンジネス核の研究は、核力の拡張であるラムダラムダ相互作用やグザイ核子相互作用の研究に重要な役割を果たしてきた。J-PARC E07はJ-PARCにて原子核乾板を用い二重ストレンジネス核を研究する唯一の実験である。この実験は過去に行われた実験の10倍の統計量の二重ストレンジネス核を検出し、さらにはグザイ原子からのX線測定の初観測を狙う。加速器ビーム照射は2016年と2017年に実施しデータ蓄積を完了した。乾板の解析によって新たな二重ストレンジネス核事象の検出が見込まれる。本講演では解析の現状と今後の見通しを報告する。

口頭

Status of J-PARC E07; Systematic study of double strangeness nuclei with hybrid emulsion method

吉田 純也

no journal, , 

J-PARC E07実験は、J-PARCで写真乾板を用いてダブルハイパー核を検出するユニークな実験である。この実験は過去の統計量の10倍のダブルハイパー核を検出するべく設計された。さらにこの実験は、$${Xi}$$粒子と原子核の束縛系である「$${Xi}$$原子」の脱励起により放出されるX線をゲルマニウム検出器を用い世界で初めて検出する目的もある。加速器ビーム照射と写真乾板の現像は成功裏に完了した。現在、写真乾板の解析により、いくつかのダブルハイパー核事象が検出されている。HYP2018では実験の現状、検出された事象、今後の展望について報告する。

口頭

J-PARC E07, systematic study of doublestrangeness nuclei with hybrid emulsion method

吉田 純也

no journal, , 

J-PARC E07実験は、ハイブリッドエマルション法を用いてダブルハイパー核を系統的に研究するユニークな実験である。この実験は過去の統計量に対して10倍以上のダブルハイパー核を検出すべく設計された。さらにこの実験はグザイマイナス原子からのX線をゲルマニウム検出器を用い初検出することを狙っている。これらの実験データは、ラムダラムダ間相互作用、グザイ核子間相互作用の研究に本質的な情報をもたらす。この実験のビーム照射は2017年までに完了し、1500枚の写真乾板からなる118モジュールの検出器に情報を蓄積した。写真乾板の現像は完了し、現在は顕微鏡下で解析中である。解析の進捗状況は全体の1割程度で、約10例のダブルハイパー核事象が検出された。本講演では、解析の最新状況:探索作業、個々の事象の解析、展望について報告する。

口頭

J-PARC E07の解析状況

吉田 純也; 江川 弘行; 早川 修平; 笠置 歩*; 西村 森*; Nyaw, A. N. L.*; 吉本 雅浩*; 仲澤 和馬*

no journal, , 

J-PARC E07は、写真乾板を用いてダブルハイパー核事象を過去最大の統計量(過去の10倍、検出数100例、そのうち核種同定事象を10例程度。)で検出する実験である。多様なダブルハイパー核の質量測定によって、$$Lambda$$ $$Lambda$$相互作用、$$Xi$$ $$N$$相互作用といったバリオン間相互作用に関する実験データを得る。E07は、2017年7月までに計画通りのK-粒子ビーム照射を、また2018年2月までに写真乾板の現像を全て終え、現在は写真乾板を光学顕微鏡下で解析中である。本講演では解析の現状、検出された事象の分類, 検出効率, 進捗速度と今後の展望について述べる。2019年1月現在、全118モジュール、1300枚の厚型乾板のうち、およそ5割強を解析した。検出されたダブルハイパー核事象候補は合計22例となった。

口頭

J-PARC E40実験における$$Sigma^+ p$$散乱事象の解析状況

七村 拓野; 市川 裕大; 早川 修平; 吉田 純也; 三輪 浩司*; 本多 良太郎*; 赤澤 雄也*; 山本 剛史

no journal, , 

核力を理解する上で、核子散乱実験は大きな役割を果たしてきた。核力をストレンジネスを含むバリオン(ハイペロン)に対して拡張した相互作用について調べる上でもハイペロン-核子散乱実験は強力な手段となるが、ハイペロンの寿命が$$10^{-10}$$sと短いことから十分な統計量を得られるような散乱実験は容易ではなかった。J-PARC E40実験はJ-PARCハドロン実験施設K1.8ビームラインにおいて、大強度の$$pi$$中間子ビームを用いたp($$pi$$$$pm$$,K$$^{+}$$)$$Sigma$$$$pm$$反応により$$Sigma$$粒子を大量に生成すること、液体水素標的とそれを囲む検出器システムCATCHを用いて二体反応の力学的再構成を行うことにより、これまで困難であった高統計の$$Sigma p$$散乱データを得ることを目的とした実験である。2019年4月までに$$Sigma^- p$$散乱および予定量のおよそ半分の$$Sigma^+ p$$散乱のデータの取得を行った。本講演では$$Sigma^+ p$$散乱のデータについての解析について述べる。本講演では実験の概要、$$Sigma^+ p$$散乱およびバックグラウンドとなる$$Sigma^+$$の崩壊粒子が関与する反応についての解析状況について紹介するとともに、2020年2月に行われる予定の残りの$$Sigma^+ p$$散乱データの取得に関しても述べる。

口頭

J-PARC E07の解析状況

吉田 純也; 早川 修平; 江川 弘行*; 吉本 雅浩*; 笠置 歩*; Lin, P. M.*; Nyaw, A. N. L.*; 仲澤 和馬*

no journal, , 

J-PARC E07は、写真乾板を用いてダブルハイパー核事象を過去の10倍の統計量で検出する実験である。多様なダブルハイパー核の質量測定によって、$$Lambda$$$$Lambda$$相互作用、$$Xi$$N相互作用に関する実験データを得る。2019年7月現在、我々は、全118モジュール、1300枚の厚型乾板のうち、およそ8割弱を解析した。検出されたダブルハイパー核事象候補は合計30例弱となった。こうしたデータの蓄積により、ダブルハイパー核事象の核種の割合を統計的に議論することも可能となってきた。いっぽう、解析した乾板枚数に対して、得られた事象数は、実験で計画した量の半分程度である。その原因は、乾板モジュールの平面性の悪い箇所で、SSDの位置と角度の予測が外れていたことにある。この理由で第1周目では非検出だった事象を検出するべく、$$Xi$$-粒子に限らずSSDで検出された陽子などの飛跡を乾板へ繋ぎ、乾板の個々の場所ごとに補正する。

口頭

Study of $$Xi$$-$$^{14}$$N interaction by measurement of twin hypernuclei with hybrid emulsion method at J-PARC

早川 修平; 吉田 純也

no journal, , 

ハイペロン-核子およびハイペロン-ハイペロン相互作用の研究は、一般的なバリオン-バリオン相互作用の理解に重要である。$${Lambda}N$$$${Sigma}N$$などの$$S$$=-1セクターでも、利用可能なデータは限られており、$$LambdaLambda$$$${Xi}$$Nなどの$$S$$=-2セクターに関しては、実験データはほとんどない。J-PARC E07実験は、J-PARC K1.8ビームラインで$$S$$=-2ハイパー核を調べるために実施された。1.81GeV/cの運動量を持つK-中間子ビームを使用して、ダイヤモンドターゲットで準自由$$p(K^{-}$$, K$$^{+})$$$$Xi$$-反応で$$Xi$$-ハイペロンを生成する。ハイブリッドエマルジョン法と呼ばれる、2つの粒子スペクトロメータと原子核乾板の間の情報を組み合わせた手法により、シリコンストリップ検出器と118のエマルジョンモジュールを使用して行われた。IBUKIイベントと呼ばれるツイン$$Lambda$$ハイパー核事象が、新しく開発されたスキャンシステムで発見された。エネルギーと運動量の保存則によって、$${Xi}$$-吸収点から$$^{10}$$$$_{Lambda}$$Beと$$^{5}$$$$_{Lambda}$$Heの2つの$$Lambda$$ハイパー核が生成された事象であると識別され、反応過程は、$$Xi$$- + $$^{14}$$N $$rightarrow$$ $$^{10}$$$$_{Lambda}$$Be + $$^{5}$$$$_{Lambda}$$Heであることが確認された。$$Xi$$- + $$^{14}$$N系の結合エネルギーは、1.27$$pm$$0.21MeVであると決定した。励起状態の考慮から、$$^{10}$$$$_{Lambda}$$Beのエネルギーレベルは基底状態(2-)またはスピンダブレットの他の状態(1-)であると解釈が可能であった。これは、結合エネルギーがほとんど不定性なく決定された最初のイベントでした。結合エネルギーの大きさから、引力的な$$Xi$$N相互作用により$$Xi$$-$$^{14}$$Nシステムが$$Xi$$ハイパー核という束縛状態であったことを示す。本発表では、上記の事象の結果を報告する。

口頭

J-PARC E07; Systematic study of double strangeness system with hybrid emulsion method

吉田 純也

no journal, , 

J-PARC E07実験は、写真乾板中のグザイ粒子吸収事象で生成する、ストレンジクォークを2つ含む系(S=-2)の研究を目的とする。ダブルラムダ核, グザイ核, グザイ原子といったS=-2系は、ラムダラムダ間, グザイ核子間相互作用の理解に重要な研究対象である。こうした事象の検出例は非常に限られていたことから、本実験は、前実験(KEK-PS E373)の10倍の統計量を得るべく設計された。現在までに約30例のS=-2事象が検出されており、ラムダラムダ間, グザイ核子間相互作用の定量的データを蓄積中である。美濃事象と名付けた事象は、ダブルラムダ核: $$_{LambdaLambda}$$Beと同定した。さらにグザイ核事象も複数検出されており、伊吹事象と名付けた事象は、グザイ核: $$^{10}_Xi$$Beと同定した。また本実験では、Ag, Br原子核にグザイマイナス粒子が束縛したグザイ原子からのX線測定も狙っている。写真乾板の解析は継続中で、数年以内に完了させる予定である。

口頭

Experimental study of double hypernuclei at J-PARC

吉田 純也

no journal, , 

ダブルラムダ核, グザイ核といった"ダブルハイパー核"は、ハドロン原子核物理において、バリオン間相互作用を理解する重要な情報源として重要な研究対象である。これを研究する最も効果的な手法は、写真乾板を使って個々の事象を解析するものである。この手法を用いて、我々は2016-17年に、J-PARCハドロン実験施設で実験を行った。この実験の解析により、ラムダ間相互作用, グザイ核子間相互作用のデータが蓄積されている。$$_{LambdaLambda}$$Beの発見をはじめ、他にも興味深い事象が複数検出されている。事象探索は現在も継続中である。

口頭

Production of Double-Lambda hypernuclei at JPARC

吉田 純也

no journal, , 

J-PARCで、過去最大のダブルラムダ核生成実験(J-PARC E07)を行った。ダブルラムダ核は、ラムダ粒子という短寿命粒子を2つ含む「超原子核」で、現代のハドロン原子核物理における重要な研究対象である。この実験は検出器として写真乾板を用いるのが特徴である。我々は2016-17年に、J-PARCハドロン実験施設で実験を行い、この実験データの解析を行っている。その中から、$$_{LambdaLambda}$$Beを発見し、ラムダ粒子間に働く相互作用を測定した。さらに、グザイ核と呼ばれる稀な超原子核も複数検出されており、グザイ粒子の核内束縛準位が複数存在することを示唆する例を得た。事象探索は現在も継続中である。

口頭

J-PARC E07における事象探索の二周目

吉田 純也; 早川 修平; 江川 弘行*; 吉本 雅浩*; 笠置 歩*; Lin, P. M.*; Nyaw, A. N. L.*; 仲澤 和馬*

no journal, , 

J-PARC E07は、写真乾板を用いてダブルハイパー核事象を過去最大の統計量で検出する実験である。多様なダブルハイパー核の質量測定によって、バリオン間相互作用、特に$$Lambda$$$$Lambda$$相互作用、$$Xi N$$相互作用に関する実験データを得る。本実験の解析のうち主となる工程は、光学顕微鏡を用いた写真乾板中の$$Xi^-$$粒子の追跡作業である。2020年3月までに、我々は全乾板のうち、解析可能なものについては解析を完了する見込みである。いっぽう、一周目の探索で得られた事象数は実験で計画した量の4割程度で、今後は二周目の探索で残りの事象を検出する。一周目での$$Xi^-$$粒子の非検出の原因は、最上流乾板の平面性の悪かった箇所で、$$Xi^-$$粒子の入射した位置と角度の予測が探索範囲外に外れていた事にあると考えられている。そこで、SSDで検出された飛跡を$$Xi^-$$粒子に限らずに最上流乾板で探索し、個々の場所ごとで凹凸を補正し、適切な場所をスキャンするという解析を進めている。

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