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論文

First $$gamma$$-ray spectroscopy of an $$sd$$-shell hypernucleus, $$^{19}_{Lambda}$$F

Yang, S. B.*; 長谷川 勝一; 早川 修平*; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 田村 裕和*; 谷田 聖; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 26, p.023015_1 - 023015_5, 2019/11

We performed a gamma-ray spectroscopy of $$({}_{Lambda}^{19}{rm F})$$ at J-PARC Hadron Experimental Facility in 2015. It is the first measurement of $$gamma$$ rays emitted from $$sd$$-shell hypernuclei. In this experiment, we determined the energy spacing between the ground state spin doublet, $$3/2^+$$ and $$1/2^+$$ states, as 316 keV. The excitation energies of $$5/2^+$$ and $$1/2^+$$ states are also determined to be 895 and 1266 keV, respectively. The energy spacing is found to be well reproduced by shell-model calculations which describe $$s$$- and $$p$$-shell $$Lambda$$ hypernuclei well. The results show that the present theories of the $$Lambda N$$ interaction describe not only the light hypernuclei but also a heavier hypernucleus.

論文

Search for excited state of $$_{Sigma }^{4}{rm He}$$ hypernucleus in the J-PARC E13 experiment

中川 真菜美*; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 田村 裕和; 谷田 聖; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 26, p.023005_1 - 023005_3, 2019/11

The $$Sigma N$$ interaction is not much studied than the $$Lambda N$$ interaction. To understand the $$Sigma N$$ interaction, we study $$Sigma$$ hypernuclei. As for the $$Sigma$$ hypernucleus, only the ground state of $$_{Sigma }^{4}{rm He}$$ has been observed. To obtain more information about the $$Sigma N$$ interaction, the excited state should be studied. Therefore, we measure the missing-mass of the $$^4$$He$$(K^-,pi^-)$$ reaction at $$p_{K^-} = 1.5$$ GeV/$$c$$ and $$theta_{rm Lab} =$$ 2-14$$^{circ}$$ at the J-PARC K1.8 beam line. The ground state of $$_{Sigma }^{4}{rm He}$$ is observed whereas a peak of the excited states is not observed. We also observe suppression of the $$Sigma$$ quasi-free process at smaller angles.

論文

Gamma-ray spectroscopy of single $$Lambda$$-hypernuclei at J-PARC; Results and perspective

小池 武志*; 長谷川 勝一; 早川 修平*; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 杉村 仁志; 田村 裕和; et al.

AIP Conference Proceedings 2130, p.020011_1 - 020011_9, 2019/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

Experimental results from the J-PARC E13 experiments are summarized. A new experimental set up of E13 has established a platform for the future $$gamma$$-ray hypernuclear spectroscopy at J-PARC using kaon beams. New $$gamma$$ rays are identified in $$^4_{Lambda}$$He and $$^{19}_{Lambda}$$F. The energy of 1.406 MeV for the $$^4_{Lambda}$$He$$(1^+ to 0^+)$$ transition confirmed a sizable effect of Charge Symmetry Breaking (CSB) in $$Lambda N$$ interaction in the $$A=4$$ hypernuclear system. The identification of four $$gamma$$ rays in $$^{19}_{Lambda}$$F is made for the first time in $$sd$$ shell hypernuclei. Especially, energy spacing of the ground state doublet is found to be 315.5 keV. A good agreement with two theoretical calculations suggests that the theoretical formalism used in $$p$$ shell hypernuclei is also applicable to heavier hypernuclei. Lastly, an overview of the future J-PARC E63 experiment is given.

論文

Observation of a $$Xi$$ bound state in the $$^{12}$$C$$(K^-, K^+)$$ reaction at 1.8 GeV/$$c$$

永江 知文*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二; 七村 拓野*; 成木 恵; et al.

AIP Conference Proceedings 2130, p.020015_1 - 020015_9, 2019/07

For the full understanding of baryon-baryon interactions in flavor $$SU(3)$$, the $$Xi N$$ interaction is the last missing piece of information. So far, we have revealed the $$Lambda N$$ interaction to be attractive ($$U_{Lambda} cong 30$$ MeV), and $$Sigma N$$ interaction to be repulsive in the medium to heavy mass-number region. The $$Lambda Lambda$$ bonding energy is weakly attractive. While we have a few experimental observations suggesting the $$Xi N$$ interaction would be attractive, there still exist large theoretical ambiguities weather it is attractive or not. Experimental determinations on the existence of bound states of $$Xi$$ hypernuclei by observing bound-state peaks are strongly awaited. In this report, a new preliminary result on the missing-mass spectrum of a $$^{12}$$C$$(K^-, K^+)$$ reaction, which strongly suggests the existence of $$Xi$$-hypernuclear bound states, is presented.

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:0 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

First determination of the level structure of an $$sd$$-shell hypernucleus, $$^{19}_{Lambda}$$F

Yang, S. B.*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖; et al.

Physical Review Letters, 120(13), p.132505_1 - 132505_5, 2018/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:34.54(Physics, Multidisciplinary)

We report on the first observation of $$gamma$$ rays emitted from an $$sd$$-shell hypernucleus, $$^{19}_{Lambda}$$F. The energy spacing between the ground state doublet, $$1/2^+$$ and $$3/2^+$$ states, of $$^{19}_{Lambda}$$F is determined to be $$315.5pm0.4({rm stat.})^{+0.6}_{-0.5}({rm syst.})$$ keV by measuring the $$gamma$$-ray energy of the $$M1(3/2^+ to 1/2^+)$$ transition. In addition, three $$gamma$$-ray peaks are observed and assigned as $$E2(5/2^+ to 1/2^+)$$, $$E1(1/2^- to 1/2^+)$$, and $$E1(1/2^- to 3/2^+)$$ transitions. The excitation energies of the $$5/2^+$$ and $$1/2^-$$ states are determined to be $$895.2pm0.3({rm stat.})pm0.5({rm syst.})$$ keV and $$1265.6pm1.2({rm stat.})^{+0.5}_{-0.7}({rm syst.})$$ keV, respectively. It is found that the ground state doublet spacing is well described by theoretical models based on existing $$s$$- and $$p$$-shell hypernuclear data.

論文

Spectroscopy of nuclei with multi-strangeness by using new S-2S spectrometer at J-PARC

後神 利志*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 今井 憲一; 市川 裕大; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 18, p.011031_1 - 011031_6, 2017/11

The missing mass spectroscopy of $$Xi^-$$ hypernuclei is planned at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) by using the $$(K^-,K^+)$$ reaction. We are constructing a new magnetic spectrometer, S-2S, which has a better momentum resolution [$$Delta p/p = 5 times 10^{-4}$$ (FHWM)] than that of an existing spectrometer (SKS) at J-PARC. S-2S would give us an opportunity to confirm the existence of $$Xi^-$$ hypernuclei as a peak structure owing to both the high momentum resolution and its reasonably large solid angle. Brief descriptions of our experiment and of its preparation status are presentedin this article.

論文

$$gamma$$-ray spectroscopy of hypernuclei; Recent results and prospect at J-PARC

田村 裕和*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.011004_1 - 011004_11, 2017/07

The present status and future prospects of precision $$gamma$$-ray spectroscopy of $$Lambda$$ hypernuclei are described. A new experiment (J-PARC E13) has been performed at the J-PARC K1.8 line employing a newly-developed germanium (Ge) detector array, Hyperball-J, via the $$(K^-,pi^-)$$ reaction on $$^4$$He and $$^{19}$$F targets. This is the first study of $$s$$-shell and $$sd$$-shell $$Lambda$$ hypernuclei with Ge detectors. The $$^4$$He target spectrum exhibited a $$gamma$$-ray peak of $$^4_{Lambda}{rm He}(1^+to 0^+)$$ at $$1.406 pm 0.002 pm 0.002$$ MeV. Compared with the energy ($$1.09 pm 0.02$$ MeV) of the corresponding transition for the mirror hypernucleus, $$^4_{Lambda}{rm H}(1^+to 0^+)$$, the present result clearly indicates a large charge symmetry breaking (CSB) effect. This decisive data for CSB allows a stringent test of baryon-baryon interaction models. As for the $$^{19}$$F target run, a preliminary spectrum shows several $$gamma$$-ray peaks assigned to $$^{19}_{Lambda}{rm F}$$ transitions. Future plans of $$gamma$$-ray spectroscopy are also discussed.

論文

Search for excited state of $$Sigma$$ hypernucleus in the J-PARC E13 experiment

中川 真菜美*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.012009_1 - 012009_4, 2017/07

One of the main items of the J-PARC E13 experiment is the search for excited states of the $$^4_{Sigma}$$He hypernucleus via the $$^4$$He$$(K^-,pi^-)$$ reaction at 1.5 GeV/c. The missing-mass spectrum of the $$^4$$He$$(K^-,pi^-)X$$ reaction was obtained in an angular range from 0 to 20 degrees. We show the count-base spectrum of the missing-mass in the angular range from 2 to 14 degrees. The ground state of $$^4_{Lambda}$$He and $$^4_{Sigma}$$He were clearly observed in the missing-mass spectrum. We also show three missing-mass spectra divided by the reaction angle.

論文

The First gamma-ray spectroscopic study of $$sd$$-shell hypernucleus, $$^{19}_{Lambda}$$F

Yang, S. B.*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.012004_1 - 012004_4, 2017/07

The first $$gamma$$-ray spectroscopy of $$sd$$-shell hypernucleus, $$^{19}_{Lambda}$$F, is performed in June, 2015 at the J-PARC K1.8 beam line (J-PARC E13). Precise energy levels of $$^{19}_{Lambda}$$F can be revealed by measured $$gamma$$ rays in this experiment. Especially, the strength of $$Lambda N$$ spin-spin interaction in $$sd$$-shell hypernucleus is obtained through the energy spacing of the ground-state doublet of the hypernucleus. By comparing its strength between the $$s$$, $$p$$, and $$sd$$-shell hypernuclei, a radial dependence $$Lambda N$$ interaction is investigated. The hypernucleus is produced through the $$(K^-,pi^-)$$ reaction with the beam momentum of 1.8 GeV/c. In very preliminary results, we observed two $$gamma$$ rays, and their energies are $$315.8 pm 0.4$$ keV and $$ 895.3 pm 0.3$$ keV where the uncertainties are only statistical.

論文

Missing-mass spectroscopy with the $$^6$$Li$$(pi^-,K^+)X$$ reaction to search for $$^6_Lambda$$H

本多 良太郎*; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 永宮 正治; 佐甲 博之; 佐藤 進; 杉村 仁志; et al.

Physical Review C, 96(1), p.014005_1 - 014005_23, 2017/07

AA2017-0465.pdf:1.08MB

 被引用回数:9 パーセンタイル:21.72(Physics, Nuclear)

We searched for the bound state of the neutron-rich $$Lambda$$-hypernucleus $$^6_Lambda$$H, using the $$^6$$Li$$(pi^-,K^+)X$$ double charge-exchange reaction at a $$pi^-$$ beam momentum of 1.2 GeV/$$c$$ at J-PARC. A total of $$1.4 times 10^{12}$$ $$pi^-$$ was driven onto a $$^6$$Li target of 3.5 g/cm$$^2$$ thickness. No event was observed below the bound threshold, i.e., the mass of $$^4_Lambda$$H+$$2n$$, in the missing-mass spectrum of the $$^6$$Li$$(pi^-,K^+)X$$ reaction in the $$2^{circ} < theta_{pi K} <20^{circ}$$ angular range. Furthermore, no event was found up to 2.8 MeV/c$$^2$$ above the bound threshold.

論文

Observation of $$Xi$$ bound states in the $$^{12}$$C$$(K^-,K^+)X$$ reaction at 1.8 GeV/$$c$$ in J-PARC

永江 知文*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 杉村 仁志; 谷田 聖; et al.

Proceedings of Science (Internet), 7 Pages, 2017/05

We have carried out a pilot data taking of the J-PARC E05 experiment to search for the bound state peaks of $$^{12}_{Xi}$$Be in the $$^{12}$$C$$(K^-,K^+)X$$ reaction at 1.8 GeV/$$c$$. The measurement was performed at the K1.8 beam line of the J-PARC hadron experimental hall with a typical $$K^-$$ beam intensity of $$6 times 10^5$$ every six seconds. So far the best energy resolution of about 6 MeV FWHM was achieved with the existing SKS spectrometer. With a reasonable statistics, we have succeeded to observe peak structures in the bound region, which seems to suggest that the potential depth of $$Xi$$ would be deeper than 14 MeV estimated in the previous measurements.

論文

Observation of spin-dependent charge symmetry breaking in $$Lambda N$$ interaction; $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^4_{Lambda}$$He

山本 剛史*; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二; 中田 祥之; 佐甲 博之; et al.

Physical Review Letters, 115(22), p.222501_1 - 222501_5, 2015/11

AA2015-0707.pdf:0.5MB

 被引用回数:42 パーセンタイル:7.56(Physics, Multidisciplinary)

The energy spacing between the spin-doublet bound state of $$^4_{Lambda}$$He$$(1^+,0^+)$$ was determined to be $$1406 pm 2 pm 2$$ keV, by measuring $$gamma$$ rays for the $$1^+ to 0^+$$ transition with a high efficiency germanium detector array in coincidence with the $$^4{rm He}(K^-,pi^-)^4_{Lambda}$$He reaction at J-PARC. In comparison to the corresponding energy spacing in the mirror hypernucleus $$^4_{Lambda}$$H, the present result clearly indicates the existence of charge symmetry breaking (CSB) in $$Lambda N$$ interaction. By combining the energy spacings with the known ground-state binding energies, it is also found that the CSB effect is large in the $$0^+$$ ground state but is vanishingly small in the $$1^+$$ excited state, demonstrating that the $$Lambda N$$ CSB interaction has spin dependence.

論文

Double hypernuclei experiment with hybrid emulsion method at J-PARC

江川 弘行; J-PARC E07 Collaboration*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.021019_1 - 021019_6, 2015/09

ダブルハイパー核はストレンジネス$$S=$$-2の物理の研究において重要な要素である。これまでに核種が同定されたダブルハイパー核はKEK E373実験で観測された$${}^{6}_{LambdaLambda}$$Heのみである。J-PARC E07実験ではハイブリッドエマルジョン法を用いてダブルハイパー核の実験を行う。この実験では、K1.8ビームラインに設置されたKURAMAスペクトロメータシステムを用いて、$$(K^-,K^+)$$反応により生成された$$Xi^-$$を検出する。ターゲットの上流と下流に置かれたSSDによって$$Xi^-$$の軌跡を記録し、エマルジョン内の軌跡と自動的に結びつけることで、大量のダブルハイパー核を探索する。E373実験の10倍の統計が得られると見積もられており、10個以上の新しい核種を発見することを目指す。また、Ge検出器による$$Xi^-$$原子の$$X$$線測定も同時に行なう。この測定は世界初の試みであり、$$Xi^-$$の原子核表面付近でのポテンシャルの情報が得られる。この発表では、E07実験の現状と物理的意義について述べる。

報告書

第5回「極限条件におけるハドロン科学」研究会報告集; 2003年3月18日$$sim$$20日,東海研究所,東海村

丸山 敏毅; 千葉 敏

JAERI-Conf 2003-009, 233 Pages, 2003/08

JAERI-Conf-2003-009.pdf:15.94MB

第5回「極限条件におけるハドロン科学」研究会は、先端基礎研究センター第258回基礎科学セミナーとして、極限ハドロン科学研究グループの主催で2003年3月18日から20日にかけて、東海研究所にて開催された。高密度核物質やハドロン構造,ハイパー核,中性子星,超新星爆発,元素合成,重イオン反応,クォーク物質,QCDなど多岐にわたるトピックスについて33件の研究発表と討論が約50名の参加者によって行われた。また、今回は極限ハドロン科学研究グループの総括と、次期の多体ハドロン系理論研究グループに向けての展望をも目的として行われた。本レポートはその報告書である。

報告書

Proceedings of the 4th Symposium on Science of Hadrons under Extreme Conditions; March 4-6, 2002, JAERI, Tokai, Japan

千葉 敏; 丸山 敏毅

JAERI-Conf 2002-011, 231 Pages, 2002/09

JAERI-Conf-2002-011.pdf:17.42MB

第4回「極限条件におけるハドロン科学」研究会は、先端基礎研究センター第235回基礎科学セミナーとして極限ハドロン科学研究グループの主催で2002年3月4日から6日にかけて東海研究所にて開催された。核子,ハドロンやクォークからなる多体系の極限条件における性質を理解するうえで重要な核物質,ハイパー核,高エネルギー核反応,量子色力学,中性子星,超新星爆発,元素合成や関連する有限核等のトピックスについて32件の発表が行われた。参加者総数は約50名で、盛況のうちに全日程を終えた。本レポートはその報告集である。

口頭

Current status of double hypernuclear experiment at J-PARC

江川 弘行; 今井 憲一

no journal, , 

J-PARC E07実験はハイブリッドエマルジョン法を用いてダブルハイパー核を探索する実験である。この実験により過去の実験の約10倍の統計が得られると見積もられており、S=-2の物理に関して新たな知見が得られると期待される。J-PARC K1.8ビームラインに設置されたKURAMAスペクトロメータを用いて行なわれる予定で、現在はそのための検出器を開発中である。2014年6月にはELPHにて、$$e^+$$ビームを用いていくつかの検出器のテストも行っている。本発表では、ELPHでのテスト実験の結果も踏まえて、E07実験の現在の準備状況について述べる。

口頭

Double hypernuclei experiment with hybrid emulsion method (J-PARC E07)

江川 弘行; 今井 憲一

no journal, , 

Double hypernuclei are important probes to study the system with strangeness -2. In order to search for double hypernuclei, an upgrade experiment is planned at J-PARC K1.8 beam line. SSDs located the upstream and the downstream of emulsion plates will record $$Xi^{-}$$ tracks which flight toward emulsion plates precisely. Tracks in SSDs and emulsion will be automatically connected by a hybrid method. Discoveries of more than 10 new double hypernuclear species are expected, which enable us to discuss binding energy in terms of mass number dependence. On the other hand, we will also observe $$X$$ rays from $$Xi^{-}$$ atoms with a Germanium detector array installed close to the emulsion by tagging $$Xi^{-}$$ stopped events. Emulsion production has been completely done and a test experiment for some detectors of KURAMA spectrometer was carried out. In this talk, physics motivation and current status of the J-PARC E07 experiment will be reported.

口頭

Present status of emulsion experiments

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

バリオン間の相互作用は中性子星の内部構造を理解する上で重要な研究対象である。その中で、ストレンジネス-1の要素については過去の豊富な実験データから理解が進んでいるが、S=-2の要素については実験的なデータがほとんどない。ハイペロン間の相互作用を研究するうえで、ダブルハイパー核の観測は有効な手段の一つである。ダブルハイパー核の質量をエマルションを用いて測定することで、$$LambdaLambda$$相互作用の情報を得ることができる。J-PARC E07実験はハイブリッドエマルション法を用いたダブルハイパー核の探索実験である。エマルションの解析にスペクトロメータの解析を組み合わせることで、顕微鏡による自動探索を行う。この発表では、E07実験の現在の準備状況について発表する。

口頭

ハイブリットエマルション法を用いたダブルハイパー核探索実験(J-PARC E07)

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

バリオン間の相互作用の研究はハドロン物理の目的の一つで、u, d, sのクオークから成る軽い系の性質についてはSU(3)対称性を基に記述され、成功を収めている。ストレンジネス0, -1の系については豊富な実験データがあり研究が進んでいるが、-2の系については現状有用なデータは非常に少ない。ハイペロン同士の相互作用については寿命の短さから散乱実験が難しいため、ダブルハイパー核を研究するのが有効である。J-PARC E07実験ではダブルハイパー核をハイブリッドエマルション法によって探索する。本講演では、本照射を間近に控えたE07実験の現状について発表する。

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