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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

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。

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。

口頭

ハイブリッドエマルション法を用いた ダブルハイパー核探索実験(J-PARC E07),2

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

バリオン間の相互作用はハドロン物理の大きな研究テーマの一つである。ダブルハイパー核は原子核中に$$Lambda$$を2つ含んでおり、質量を測定することで$$Lambda$$$$Lambda$$間の相互作用の情報を得ることができる。そのためには、エマルション中でダブルハイパー核を生成してその崩壊過程を検出する手法が有効である。J-PARC E07実験はダブルハイパー核探索実験である。1.8GeV/cの$$K^-$$ビームをダイアモンドターゲットに照射し、$$(K^-,K^+)$$反応により生成した$$Xi^-$$をエマルションに入射する。エマルション上流に設置したSSD(Silicon Strip Detector)によってエマルション表面での$$Xi^-$$の位置・角度を予測することで、顕微鏡によるダブルハイパー核探索を効率よく行うことができる。2016年6月にKURAMAスペクトロメータのコミッショニングを行い、18枚のエマルションスタックにビームを照射した。これはE07実験全体の15%の量に相当し、10数個のダブルハイパー核が見つかると予想される。本講演では、E07実験の概要および2016年6月のデータ解析の現状について報告する。

口頭

Experimental study of double hypernuclei at J-PARC

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

バリオン間の相互作用はハドロン物理の大きな研究テーマの一つである。ダブルハイパー核は原子核中に$$Lambda$$を2つ含んでおり、質量を測定することで$$Lambda$$$$Lambda$$間の相互作用の情報を得ることができる。そのためには、エマルション中でダブルハイパー核を生成してその崩壊過程を検出する手法が有効である。J-PARC E07実験はダブルハイパー核探索実験である。1.8GeV/cの$$K^-$$ビームをダイアモンドターゲットに照射し、$$(K^-,K^+)$$反応により生成した$$Xi^-$$をエマルションに入射する。エマルション上流に設置したSSD(Silicon Strip Detector)によってエマルション表面での$$Xi^-$$の位置・角度を予測することで、顕微鏡によるダブルハイパー核探索を効率よく行うことができる。2016年6月にKURAMAスペクトロメータのコミッショニングを行い、18枚のエマルションスタックにビームを照射した。これはE07実験全体の15%の量に相当し、10数個のダブルハイパー核が見つかると予想される。2017年に残りのエマルションについても照射を行う予定である。本講演では、2016年6月のデータ解析の現状、および今後の見通しについて報告する。

口頭

Experimental study of double hypernuclei with a hybrid emulsion method at J-PARC

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

ダブルハイパー核は$$Lambda$$を2つ含んだ原子核であり、ハイペロン同士の相互作用の研究において重要なプローブである。ダブルハイパー核を検出するためには、連続する弱崩壊を1$$mu$$m以下の位置精度で捉えられるエマルションを用いるのが有効な手法である。J-PARC E07実験ではKURAMAスペクトロメータとエマルションを組み合わせたハイブリッドエマルション法によってダブルハイパー核を探索する。この実験では$$(K^-,K^+)$$反応によって生成した$$Xi^-$$をエマルションに入射し、エマルション内の原子核と反応させることでダブルハイパー核を生成する。顕微鏡によるエマルション解析を効率良く行うためにエマルションの上流にSSD(Silicon Strip Detector)を設置し、精度良く$$Xi^-$$の位置と角度を測定することで$$Xi^-$$の軌跡の自動追跡を可能にする。全体で100個のダブルハイパー核を発見し、そのうちの10個について核種を同定することを目標とする。2016年の6月にKURAMAスペクトロメータの立ち上げ・エマルションへの照射が行われ、全体の15%の統計量を達成した。本講演では、E07実験の現状、解析結果について報告する。

口頭

ハイブリッドエマルション法を用いた ダブルハイパー核探索実験(J-PARC E07),3

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

J-PARC E07実験はダブルハイパー核探索実験である。1.8GeV/cの$$K^-$$ビームをダイアモンドターゲットに照射し、$$(K^-,K^+)$$反応により生成した$$Xi^-$$をエマルションに入射する。エマルション上流に設置したSSD(Silicon Strip Detector)によってエマルション表面での$$Xi^-$$の位置・角度を予測し、顕微鏡解析によりエマルション中の$$Xi^-$$の軌跡を追尾する。$$Xi^-$$がエマルション中で静止する箇所を自動探索することで、$$Xi^-$$が原子核と反応してダブルハイパー核を生成する反応を効率良く探索する。合計118スタックのエマルションに照射を行い、$$10^4$$個の$$Xi^-$$をエマルション中で静止させる。これは過去に行われたKEK E373実験の10倍の統計量に相当する。2016年6月にKURAMAスペクトロメータのコミッショニングを行い、18枚のエマルションスタックにビームを照射した。このエマルションの現像は既に完了しており、スペクトロメータの情報をもとにダブルハイパー核の探索が進行中である。本講演では、解析で得られたKURAMAスペクトロメータの性能評価・得られる$$Xi^-$$stopの統計の見積もり・エマルションの解析状況等について報告する。

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実験で見つかった$$_{LambdaLambda}mathrm{Be}$$ダブルハイパー核の解析

佐甲 博之; 江川 弘行

no journal, , 

J-PARC E07実験はスペクトロメータとエマルションによるハイブリッド法を用いたダブルストレンジネス核探索実験である。過去に行われたKEK-PS E373実験の10倍となる100個のダブルストレンジネス核生成事象を発見することが期待される。エマルションへのビーム照射は2017年に完了しており、顕微鏡によるデータ解析が現在進行している。エマルション全体の約30%を解析したところ、ダブルハイパー核生成事象が新たに発見された。我々はこの事象を美濃イベント(MINO event)と名付けた。運動学による解析の結果、この事象は$${}_{LambdaLambda}mathrm{Be}$$ダブルハイパー核の生成事象であることが判明し、得られた候補の$$chi^{2}$$を比較することで$${}_{LambdaLambda}^{11}mathrm{Be}$$が尤もらしい解釈であることが分かった。本講演では美濃イベントの解析結果について報告する。

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。

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