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百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; 鈴谷 賢太郎; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2025(2), p.023H02_1 - 023H02_8, 2025/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)JSNS (J-PARC Sterile Neutrino Search a t J-PARC Spallation Neutron Source) is an experiment that is searching for sterile neutrinos via the observation of 
appearance oscillations using neutrinos from muon decay-at-rest. For this search, rejecting cosmic-ray-induced neutron events by Pulse Shape Discrimination (PSD) is essential because the JSNS detector is located above ground, on the third floor of the building. We have achieved 94.95
rejection of neutron events while keeping 92.82
of signal, electron-like events using a data-driven likelihood method. This article will report the PSD technique using the full fiducial volume of the JSNS detector.
小島 邦洸; 原田 寛之; 田村 文彦; 沖田 英史; 地村 幹; Saha P. K.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2025(1), p.013G01_1 - 013G01_19, 2025/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)本研究は、3GeVシンクロトロン(Rapid cycling synchrotron: RCS)のビーム大強度・高品質化に貢献するものである。大強度の陽子シンクロトロンにおいて、ビーム損失は深刻な装置の放射化をもたらし、ビーム出力の制限に繋がる。そのため、RCSの大強度ビーム安定化には、ビーム損失の更なる低減が不可欠である。特に、加速器のビームを制御する電磁石の配置とビームが進行方向に垂直な方向に行う振動の周期が一定の関係(共鳴条件)を満たすとき、共鳴現象により多大なビーム損失が起きる。この共鳴の発生を避けるため、ビームの振動の周期は共鳴条件を避けるよう慎重に制御されている。一方で、ビーム大強度化に伴って粒子間のクーロン斥力の影響によって個々の粒子の振動数は個別の影響を受け変化するため、共鳴条件はビーム密度に依存した幅を持つようになる。これにより、ビームの振動の周期を制御することによる共鳴条件の回避が難しくなる。RCSではビーム強度が一定以上に達した場合に、半整数共鳴を避けることが困難となるため、これがRCSの最大出力を制限している。そこで、本研究では補正磁場の重畳による半整数共鳴の影響の低減(補正)を試みた。ビーム試験と数値計算の活用により、RCS設計出力と同等な強度を持つビーム条件において、半整数共鳴に起因するビーム損失を1/3にまで低減する補正状況を達成した。本論文では、一連のビーム試験結果に加えて、共鳴補正手法の詳細について報告する。
C
reaction at 1.8 GeV/
with the Superconducting Kaon spectrometer市川 裕大; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐藤 進; 佐甲 博之; 田村 裕和; 谷田 聖; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2024(9), p.091D01_1 - 091D01_13, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)We conducted a measurement of the inclusive missing-mass spectrum in the C
reaction at an incident beam momentum of 1.8 GeV/. This measurement was carried out utilizing the Superconducting Kaon Spectrometer (SKS) and the K1.8 beamline spectrometer at the Hadron Experimental Hall in J-PARC. Remarkably, our experimental setup yielded an exceptionaly good energy resolution of 8.2 MeV (FWHM), enabling us to observe significant enhancements in the vicinity of the 
Be threshold region. In order to estimate the spectrum information, we employed several fitting parameters assumptions. The best agreement with the spectrum shape was obtained with combining quasi-free (QF) component and two-Gaussian functions, with the experimental resolution 
being held constant. The peak positions were obtained to be 
(stat.) 
(syst.) MeV and 
(stat.) 
(syst.) MeV. Another model assumption, utilizing quasi-free (QF) and one Breit-Wigner function with 
(stat.) 
(syst.) MeV and 
(stat.) 
(syst.) MeV, also yielded a similar 
value.
Zr + 
at 27 MeV/nucleonHwang, J.*; Chillery, T.*; 堂園 昌伯*; 今井 伸明*; 道正 新一郎*; 炭竃 聡之*; 千賀 信幸*; 大田 晋輔*; 中山 梓介; 他49名*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2024(9), p.093D03_1 - 093D03_12, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)核変換は高レベル廃棄物の再処理、特に使用済み燃料からZrのような長寿命核種を処理するための有望な手段であると考えられている。これらの核種に対する核反応データを蓄積することは、核変換の検討や反応機構を包括的に理解するために不可欠である。本研究では、Zrに対する陽子入射反応からの残留核生成断面積を、核子当たり27MeVのエネルギーで逆運動学法を用いて測定した。理研RIBFのOEDOビームラインを用いて、
Nb, 
Zr, 
Yの各同位体の生成断面積を導出した。励起関数について、TALYSやCCONEによる理論予測は、本研究や先行研究の実験値と概ね良い一致を示した。本研究で測定された断面積は、廃棄物処理に関する将来の検討のための貴重なデータとなる。
Zr + d reaction cross sections measured at 28 MeV/nucleonChillery, T.*; Hwang, J.*; 堂園 昌伯*; 今井 伸明*; 道正 新一郎*; 炭竃 聡之*; 千賀 信幸*; 大田 晋輔*; 中山 梓介; 他49名*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2023(12), p.121D01_1 - 121D01_11, 2023/12
被引用回数：2 パーセンタイル：43.88(Physics, Multidisciplinary)重陽子は弱束縛系でありクーロン力と核力の下で容易に陽子と中性子に分解する。これまでの実験からは、核子当たり50から200MeVといった高入射エネルギーではこの分解過程が残留核生成に大きな影響を与えることが示されている。しかし、核子当たり50MeV以下のエネルギーでの断面積データはまだ不足している。本研究では、BigRIPSセパレータ、OEDOビームライン、SHARAQスぺクトロメータを用いて、Zr+d反応断面積を核子当たり約28MeVにおいて逆運動学法を用いて測定した。本研究で得られた断面積を過去の測定結果や理論計算と比較した。重陽子の分解の効果を定量的に考慮したDEURACS計算により実験データがよく再現された。本研究で測定された低エネルギー領域におけるデータは、将来の核廃棄物処理施設の検討に役立つと考えられる。
山本 昌亘; 野村 昌弘; 沖田 英史; 島田 太平; 田村 文彦; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 杉山 泰之*; 吉井 正人*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2023(7), p.073G01_1 - 073G01_16, 2023/07
被引用回数：2 パーセンタイル：43.88(Physics, Multidisciplinary)J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、ビームの加速に金属磁性体を装荷した加速空胴を使用している。金属磁性体の広帯域特性を利用して、ビームを加速する周波数だけでなく、その高調波も増幅する多重高調波励振によってビームの安定加速を実現している。既設の空胴は真空管増幅器において、加速電場を発生させる絶縁ギャップの前後に個別に電圧を印加するプッシュプル励振となるよう設計されている。プッシュプル励振は、ビームを加速しない状態では高調波歪みを抑制でき、さらに空胴の長さを短くできる利点がある。しかし、大強度ビーム加速時にはビームが誘起する電圧によって多重高調波励振が歪められ、それを補正するために絶縁ギャップの前後にかかる陽極電圧振幅が深刻な不平衡を引き起こし、真空管の動作を制限してしまう。現状では、設計値である1MWビーム加速は達成できているが、より安定な運転を行う上では真空管の不平衡が問題となる。この問題を避けるため、シングルエンド励振の空胴を開発した。シングルエンド励振は本質的に不平衡が起こらず、さらに既設の空胴に対して遥かに少ない電力消費を達成できることが分かった。
Goux, P.*; Glessgen, F.*; Gazzola, E.*; Singh Reen, M.*; Focillon, W.*; Gonin, M.*; 田中 智之*; 萩原 開人*; Ali, A.*; 須藤 高志*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2023(6), p.063H01_1 - 063H01_15, 2023/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)We investigated the angular correlation of two 
-rays emitted in neutron capture at the Materials and Life Science Experimental Facility of J-PARC. The 14 Ge crystals in a cluster detector and one coaxial Ge crystal were employed. We obtained angular correlation functions for two -rays emerging in the electromagnetic transitions of the capture reactions on 
Gd and 
Gd. We found mild angular correlations for the strong, but rare transitions from the resonance state to two excited levels with known spin and parities. In contrast, angular correlations was negligibly small for arbitrary pairs of two -rays produced in the majority of transitions in continuum states.
西園寺 貴公*; 慈道 大介*; 原田 正康*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2023(3), p.033D01_1 - 033D01_18, 2023/03
被引用回数：1 パーセンタイル：26.38(Physics, Multidisciplinary)The masses of the low-lying scalar mesons are investigated in the three-flavor Nambu-Jona-Lasinio (NJL) model by treating the scalar mesons as composite objects of a quark and an antiquark. It is known that a simple 
picture fails to reproduce the so-called inverse mass ordering for the scalar mesons. Recently a new mechanism to reproduce the observed mass spectrum of the scalar mesons was proposed in a linear sigma model by introducing flavor symmetry breaking induced by the U(1) axial anomaly. Motivated by this proposal, we examine whether this new mechanism also works in the NJL model. By calculating the scalar meson masses, we find that the NJL model reproduces the observed mass ordering with sufficient strength of the new term. With this mechanism, it turns out that the constituent strange quark mass becomes degenerate to that of the up and down quarks if the inverse mass ordering is reproduced. We also discuss the scalar diquark masses to check the consistency of the degeneracy of the constituent quark masses with the light baryon masses.
atomic X-ray spectroscopy using a counter-emulsion hybrid method藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; Kim, S.; 七村 拓野; 佐甲 博之; 田村 裕和; 山本 剛史; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(12), p.123D01_1 - 123D01_17, 2022/12
被引用回数：1 パーセンタイル：16.95(Physics, Multidisciplinary) atomic X-ray spectroscopy is one of the most useful methods for investigation of the 
-nucleus strong interaction. Since the X-ray energy is shifted and/or broadened due to the -nucleus strong interaction compared to those calculated from electromagnetic interaction alone, the measurement of the energy shift, 
E, and the width, 
, give us information on the -nucleus potential. A serious problem in the measurement is the significant background derived from in-flight decay. A novel method of identifying stopped events using the nuclear emulsion was developed to realize the first atomic X-ray spectroscopy experiment as the J-PARC E07 experiment, which also aimed at searching for 
and hypernuclei in the emulsion. The X-rays emitted from Br and Ag atoms were measured using germanium detectors. No clear peaks were observed in the obtained spectra. However, we succeeded in reducing the background to 1/170 by this method employing coincidence measurements using nuclear emulsion and X-ray detectors.
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(12), p.123H01_1 - 123H01_12, 2022/12
被引用回数：2 パーセンタイル：30.07(Physics, Multidisciplinary)本研究では、レーザー誘起発光分光をベースとした実験装置を構築し、水中Gd
イオンの発光特性を調査した。励起波長を245-255nmの範囲で変えたところ、波長246.2nm及び252.3nmで共鳴ピークを観測し、発光寿命は3ms程度であった。Gd濃度と発光量に良い直線性が得られ、構築した実験装置がGd濃度の遠隔モニターにも有用であると考えられる。
武藤 巧*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(9), p.093D03_1 - 093D03_37, 2022/09
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)The possible coexistence of kaon condensation and hyperons in highly dense matter is investigated. Two coupling schemes for the s-wave kaon-baryon interaction are compared regarding the onset density of kaon condensation in hyperon-mixed matter and the equation of state for the developed (
) phase. One is the contact interaction scheme related to the non-linear effective chiral Lagrangian. The other is the meson exchange scheme. It is shown that in the meson exchange scheme, the contribution from the non-linear scalar self-interaction gives rise to a repulsive effect for the kaon effective energy, pushing up the onset density of kaon condensation. The non-linear self-interacting term is not relevant to repulsive energy leading to stiffening of the EOS at high densities, and it cannot be compensated with a large attractive energy due to the appearance of the () phase in the case of the contact interaction scheme.
elastic scattering in the momentum range 0.44-0.80 GeV/c七村 拓野; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 市川 真也; 市川 裕大; 今井 憲一*; 成木 恵; 佐藤 進; 佐甲 博之; 田村 裕和; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(9), p.093D01_1 - 093D01_35, 2022/09
被引用回数：17 パーセンタイル：86.03(Physics, Multidisciplinary)We performed a novel 
scattering experiment at the J-PARC Hadron Experimental Facility. Approximately 2400 elastic scattering events were identified from 
tagged 
particles in the momentum range 0.44 - 0.80 GeV/c. The differential cross sections of the elastic scattering were derived with much better precision than in previous experiments. The obtained differential cross sections were approximately 2 mb/sr or less, which were not as large as those predicted by the fss2 and FSS models based on the quark cluster model in the short-range region. By performing phase-shift analyses for the obtained differential cross sections, we experimentally derived the phase shifts of the 
and 
channels for the first time. The phase shift of the 3S1 channel, where a large repulsive core was predicted owing to the Pauli effect between quarks, was evaluated to be 
. If the sign of 
is assumed to be negative, the interaction in this channel is moderately repulsive, as the Nijmegen extended-sort-core models predicted.
地村 幹; 原田 寛之; 金正 倫計
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(6), p.063G01_1 - 063G01_26, 2022/06
被引用回数：3 パーセンタイル：40.77(Physics, Multidisciplinary)高強度イオンリニアックの低エネルギー領域では、強い空間電荷場により、わずか数メートルの距離でビームエミッタンスが急速に増大する。このビームエミッタンスの増大は、ビーム損失や装置の放射化につながり、加速器機器の定期保守やビーム強度増強の際に大きな問題となる。本研究では、3次元粒子追跡シミュレーションと理論的考察に基づいて、空間電荷場によるビームエミッタンス増大の要因を調べた。J-PARCのリニアックをモデル化した数値シミュレーションによって、空間電荷場の非線形項が直接ビームエミッタンス増大とビームハローの形成を引き起こすことを明確にした。また、空間電荷場の非線形項の一つとして生じる八極磁場を用いて、ビームエミッタンス増大を緩和する方法を世界で初めて提案した。この方法をシミュレーションに適用し検証した結果、ビームエミッタンス増大を有意に緩和することに成功した。
菖蒲田 義博
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(5), p.053G01_1 - 053G01_44, 2022/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)相対論的ビームが、抵抗性のチャンバーを通過する場合を考える。この時、ビームは抵抗性インピーダンスをチャンバーに誘起するが、スキンデプスがチャンバー厚より大きい場合、インピーダンスは周波数に比例して減少する。この現象は一般に電磁場がチャンバーから漏れていると解釈される。しかし、古典的な抵抗性インピーダンスの式では、スキンデプスがチャンバー厚を超えたときに壁電流が漏れ場に変換される様子を動的に表現できていないため、チャンバー上の壁電流とチャンバーからの漏れ場の関係が不明である。そこで、抵抗性インピーダンスを並列回路モデルで表現し直しなすことで、この現象に動的なイメージを提供している教科書もあるが、この式にはいくつかの欠点がある。本研究では、基礎的な立場からそれらの式を見直し、相対論的ビームに対する抵抗性インピーダンスについて、より適切で厳密な物理描像を与えることを試みた。加えて、非相対論的ビームに対する縦方向インピーダンスと横方向抵抗インピーダンスについても見直しをおこなった。
anomaly in the chiral susceptibility of QCD at high temperature青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(2), p.023B05_1 - 023B05_12, 2022/02
被引用回数：12 パーセンタイル：78.05(Physics, Multidisciplinary)量子色力学(QCD)におけるカイラル対称性の自発的破れに関する相転移(カイラル相転移)の秩序変数は「カイラル凝縮」であるが、これと関係した量として、カイラル凝縮をクォーク質量で一階微分して得られる「カイラル感受率」という量が知られており、カイラル相転移を示唆する量の一つとしてこれまでしばしば注目されてきた。しかし、カイラル凝縮やカイラル感受率は軸性対称性の破れとも関係しており、その詳細は未だ明らかでない。本論文は、相転移温度近傍におけるカイラル感受率の振る舞いを調べ、軸性対称性の破れがカイラル感受率にどのように寄与しているかを明らかにすることを目的とする。具体的には、カイラル感受率をディラック演算子の固有値分解を用いた形式で表すことにより、軸性対称性の破れと他の寄与を分離する手法を用いた。2フレーバー格子QCDシミュレーションの結果は、
MeVの温度領域におけるカイラル感受率が、軸性対称性の破れに大きく支配されていることを示唆している。特に、connected partは軸性感受率に、disconnected partはトポロジカル感受率と呼ばれる量によって支配されることが分かった。
-state of a hypernucleus, 
吉本 雅浩*; 藤田 真奈美; 橋本 直; 早川 修平; 市川 裕大; 市川 真也; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(7), p.073D02_1 - 073D02_19, 2021/07
被引用回数：20 パーセンタイル：82.60(Physics, Multidisciplinary)Bound-systems of -
are studied via capture at rest followed by emission of a twin single-
hypernucleus in the emulsion detectors. Two events forming extremely deep bound states were obtained by analysis of a hybrid method in the E07 experiment at J-PARC and reanalysis of the E373 experiment at KEK-PS. The decay mode of one event was assigned as 
+
+
+
. Since there are no excited states for daughter particles, the binding energy of the hyperon, 
, in nucleus was uniquely determined to be 6.27 
0.27 MeV. Another - system via the decay 
+ + brings a value, 8.00 0.77 MeV or 4.96 0.77 MeV, where the two possible values of correspond to the ground and the excited states of the daughter nucleus, respectively. Because the values are larger than those of the previously reported events (KISO and IBUKI), which are both interpreted as the nuclear 
state of the - system, these new events give the first indication of the nuclear 
state of the hypernucleus, .
Park, J. S.*; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 酒井 健二; 鈴谷 賢太郎; 他55名*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(6), p.063C01_1 - 063C01_12, 2021/06
被引用回数：1 パーセンタイル：12.31(Physics, Multidisciplinary)The Sterile Neutrino Search at the J-PARC Spallation Neutron Source (JSNS) experiment aims to search for sterile neutrino oscillations using a neutrino beam from muon decays at rest. The JSNS2 detector contains 17 tons of 0.1
gadolinium (Gd) loaded liquid scintillator (LS) as a neutrino target. Detector construction was completed in the spring of 2020. A slow control and monitoring system (SCMS) was implemented for reliable control and quick monitoring of the detector operational status and environmental conditions. It issues an alarm if any of the monitored parameters exceed a preset acceptable range. The SCMS monitors the high voltage of the photomultiplier tubes, the LS level in the detector, possible LS overflow and leakage, the temperature and air pressure in the detector, the humidity of the experimental hall, and the LS flow rate during filling and extraction. An initial 10 days of data-taking with a neutrino beam was done following a successful commissioning of the detector and SCMS in 2020 June. In this paper, we present a description of the assembly and installation of the SCMS and its performance.
五十嵐 進*; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 島田 太平; 他49名*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(3), p.033G01_1 - 033G01_28, 2021/03
被引用回数：9 パーセンタイル：59.79(Physics, Multidisciplinary)The J-PARC Main Ring (MR) has supplied the high-intensity proton beam for the T2K long- baseline neutrino experiment since 2010. The present beam power is 510 kW and the total number of protons on the target reaches 3.64
10
. To observe charge-conjugation and parity- transformation (CP) violation in the lepton sector with high accuracy, more protons need to be delivered to the T2K target. The project to upgrade the beam power to 1.3 MW started as a mid-term plan of the MR. In parallel to preparing a full technical design report, the technical designs of hardware upgrades using new technologies and all accelerator components that are necessary to deliver the 1.3 MW beam power are summarized and consolidated in this short paper. Further, this paper includes beam dynamics studies and simulation results for handling 3.310
protons per pulse without significant beam loss in the ring and transport lines.
= 82, 81 nuclei by shell-model calculations清水 則孝*; 富樫 智章*; 宇都野 穣
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(3), p.033D01_1 - 033D01_15, 2021/03
被引用回数：5 パーセンタイル：46.27(Physics, Multidisciplinary)中性子数が82および81の中性子過剰核はr過程による元素合成で生成されるため、そのベータ崩壊の半減期は元素合成過程を理解する上で重要である。この研究では、中性子数82,81の中性子過剰核のうち、陽子数49から42までのものに対するガモフテラー遷移強度分布を大規模殻模型計算によって系統的に計算した。計算で得られた半減期のうち、測定されているものに対しては、2倍以下の範囲内で実験値を再現することに成功した。陽子数に対するガモフテラー遷移強度分布の系統性を調べたところ、半減期に重要な低励起状態への強度が陽子数を減らすとともに増大することがわかった。特に、陽子数が40まで減ると、その低励起状態への遷移強度は著しく強くなり、超許容ガモフテラー遷移と呼ぶべき遷移強度になることがわかった。そのメカニズムについて、超許容ガモフテラー遷移が実験的に知られている
Snとの対比から議論した。
湯浅 孝行*; 和田 有希*; 榎戸 輝揚*; 古田 禄大; 土屋 晴文; 久富 章平*; 辻 結菜*; 奥田 和史*; 松元 崇弘*; 中澤 知洋*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2020(10), p.103H01_1 - 103H01_27, 2020/10
被引用回数：15 パーセンタイル：67.81(Physics, Multidisciplinary)We designed, developed, and deployed a distributed sensor network aiming at observing high-energy ionizing radiation, primarily gamma rays, from winter thunderclouds and lightning in coastal areas of Japan. Starting in 2015, we have installed, in total, more than 15 units of ground-based detector system in Ishikawa Prefecture and Niigata Prefecture, and accumulated 551 days of observation time in four winter seasons from late 2015 to early 2019. In this period, our system recorded 51 gamma-ray radiation events from thundercloud and lightning. Highlights of science results obtained from this unprecedented amount of data include the discovery of photonuclear reaction in lightning which produces neutrons and positrons along with gamma rays, and deeper insights into the life cycle of a particle-acceleration and gamma-ray-emitting region in a thunder-cloud. The present paper reviews objective, methodology, and results of our experiment, with a stress on its instrumentation.
