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論文

Charmed baryon spectroscopy experiment at J-PARC

白鳥 昂太郎*; 谷田 聖; 他19名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.022012_1 - 022012_6, 2015/09

Investigation of the heavy quark baryon is a key way to understand a degree of freedom to describe the hadron structure. The diquark correlation which is expected to be a degree of freedom of hadrons can be studied from the spectroscopy of charmed baryons. An experiment to observe and investigate the charmed baryons was proposed at the J-PARC high-momentum beam line. The experiment via the $$pi^- p to Y_c^*D^{*-}$$ reaction at 20 GeV/$$c$$ using the missing mass technique will be performed for the systematic measurement of the excitation energy, the production rates and the decay products of charmed baryons. From the systematic study of charmed baryons, the diquark correlation which is expectedly an essential degree of freedom to describe the hadron structure can be revealed.

論文

Precise determination of $$^{12}_{Lambda}$$C level structure by $$gamma$$-ray spectroscopy

細見 健二; Ma, Y.*; 味村 周平*; 青木 香苗*; 大樂 誠司*; Fu, Y.*; 藤岡 宏之*; 二ツ川 健太*; 井元 済*; 垣口 豊*; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(8), p.081D01_1 - 081D01_8, 2015/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:38.64(Physics, Multidisciplinary)

$$gamma$$線分光によって$$^{12}_{Lambda}$$Cハイパー核のレベル構造を精密に測定した。ゲルマニウム検出器群Hyperball2を用いて、$$^{12}$$C$$(pi^{+}, K^{+}gamma)$$反応からの4本の$$gamma$$線遷移を同定することに成功した。基底状態スピン二重項$$(2^{-}, 1^{-}_{1})$$のエネルギー間隔は直接遷移$$M1$$$$gamma$$線により、$$161.5pm0.3$$(stat)$$pm0.3$$(syst)keVと測定された。また、励起準位である$$1^{-}_{2}$$$$1^{-}_{3}$$について、それぞれ、$$2832pm3pm4$$, keVと$$6050pm8pm7$$, keVと励起エネルギーを決定した。これらの測定された$$^{12}_{Lambda}$$Cの励起エネルギーは反応分光による$$lambda$$ハイパー核の実験研究において決定的な基準となる。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

論文

Development of a prototype GEM TPC with a gating grid for an H-dibaryon search experiment at J-PARC

佐甲 博之; 杉村 仁志; Ahn, J. K.*; Han, Y.*; 長谷川 勝一; Hwang, S. H.*; 市川 裕大; 今井 憲一; 木内 隆太*; 小沢 恭一郎; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 763, p.65 - 81, 2014/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:61.51(Instruments & Instrumentation)

J-PARCのHダイバリオン探索実験のためGEMとゲーティンググリッドを使用したTPC試験器を開発した。性能評価のため、実験室試験とビーム試験を、Ar-CH$$_{4}$$とAr-CF$$_{4}$$にて行った。検出効率は5$$times$$10$$^{5}$$ cps/cm$$^{2}$$までのビームレートにおいて98%、3$$times$$10$$^{6}$$ cps/cm$$^{2}$$のレートにおいて90%であった。ドリフト長5-20cmにおける水平位置分解能測定値0.19-0.49mmに基づき、本実験の磁場1Tにおける位置分解能は0.3mm以下と見積った。ゲインが1.6$$times$$10$$^{4}$$の時、イオンバックフローの割合は5%と測定され、さらにGEMの電圧調整により3%まで抑えられた。ビームレート5$$times$$10$$^{5}$$cps/cm$$^{2}$$においてゲート使用時のバックフロー2.7$$times$$10$$^{8}$$s$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$による位置歪みは$$pm$$0.2mm以下になった。一方、ゲート開の場合のバックフロー1.3$$times$$10$$^{9}$$s$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$に対応する位置歪みは$$pm$$2mmであった。本実験における位置歪みは要求値の$$pm$$1mmよりも小さい0.3$$pm$$0.2mmと評価された。本実験における荷電粒子のエネルギーロスより平均30倍高い環境下で本実験と同程度の期間、GEMを連続動作させることができた。

論文

Development of a GEM-TPC for H-dibaryon search experiment at J-PARC

佐甲 博之; Ahn, J. K.*; Baek, K. H.*; Bassalleck, B.*; Fujioka, H.*; Guo, L.*; 長谷川 勝一; Hicks, K.*; Honda, R.*; Hwang, S. H.*; et al.

Journal of Instrumentation (Internet), 9(4), p.C04009_1 - C04009_10, 2014/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.68(Instruments & Instrumentation)

($$K^+$$,$$K^-$$)反応によるHダイバリオン探索実験(J-PARC E42)のためのTPCの開発を行っている。TPCにおいてHが2個の$$pi^{-}$$と2個の$$p$$に崩壊する事象を測定する。TPCのドリフト体積は50cm直径、55cmドリフト長を持つ8角柱構造をしておりAr-CH$$_4$$ガスを使用する。増幅部には3層のGEMを使用する。荷電粒子の運動量測定のためTPCにはドリフト電場と平行に鉛直方向の1Tの双極磁場を超伝導ヘルムホルツ型磁石によりかける。H崩壊のアクセプタンスを最大にするためダイアモンド標的がTPC内部の筒状の穴に設置される。さらに、超高レートの$$K^-$$ビームをTPCに直接照射するため陽イオンフィードバックを極力抑制必要がある。このためTPCにGEMとgating gridを採用した。

論文

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

白鳥 昂太郎

Few-Body Systems, 54(1-4), p.145 - 150, 2013/03

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

J-PARCにおいて$$pi^-prightarrow K^-X$$反応を用いたペンタクォーク$$Theta^+$$の探索実験を行った。実験では1.92GeV/$$c$$$$pi$$中間子ビームを液体水素標的に照射して$$Theta^+$$の生成を試みた。しかしながら、missing massスペクトルに明瞭なピーク構造を観測することができなかった。よって、$$Theta^+$$の質量1.51GeV/$$c^2$$から1.55GeV/$$c^2$$の領域で、微分生成断面積の上限値を求めた。$$K^-$$の散乱角度2$$^{circ}$$から15$$^{circ}$$の範囲に対して90%のconfidence levelで上限値0.3$$mu$$b/srを得た。

論文

Search for the $$Theta^{+}$$ pentaquark via the $$pi^-prightarrow K^-X$$ reaction at 1.92 GeV/$$c$$

白鳥 昂太郎; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 他64名*

Physical Review Letters, 109(13), p.132002_1 - 132002_5, 2012/09

J-PARCにおいて$$Theta^+$$ペンタクォークの探索実験を1.4MeV/$$c^2$$の高分解能の$$pi^-prightarrow K^-X$$を用いて行った。1.92GeV/$$c$$$$pi$$中間子ビームを液体水素標的に照射し生成を試みた。しかしながら、ミッシングマススペクトルに明瞭なピーク構造を観測することはできなかった。質量領域1.51-1.55GeV/$$c^2$$にて、微分生成断面積の上限値を$$K$$の散乱角度2$$^{circ}$$から15$$^{circ}$$の範囲で求め0.26$$mu$$b/srを得た。この生成断面積の上限値から$$Theta^+$$の幅の上限値をeffective Lagrangianによる理論計算を用いて求め、スピンパリティに応じ、0.72MeV/$$c^2(1/2^+)$$と3.1MeV/$$c^2(1/2^-)$$を得た。

口頭

Search for $$Theta^+$$ penta-quark baryon at the J-PARC K1.8 beam line; First result and current status

白鳥 昂太郎

no journal, , 

理論的に予想されていたクォーク5つからなるバリオン($$Theta^+$$)の存在を示すデータがLEPSグループから報告され、この報告を受けて世界各地で$$Theta^+$$の探索実験が行われることとなった。しかし、肯定的な結果と否定的な結果が多数報告されており、未だに$$Theta^+$$の存在は確定していない。2010年にJ-PARC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。実験によって与えられる$$Theta^+$$の生成断面積の上限値は200nb以下となり、これは理論モデルによる計算値を大きく下回る。したがって、実験によって$$Theta^+$$の存在に強い制限を与えた。

口頭

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

白鳥 昂太郎

no journal, , 

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。

口頭

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

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

no journal, , 

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。

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