Spectroscopy experiment of eta'-mesic nuclei with WASA detector at GSI-FRS

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本研究課題では、ドイツのGSI重イオン研究所において、η′中間子と原子核の束縛状態(中間子原子核)を探索・分光する実験を実施して、存在可能性が理論的に示唆されているη′中間子原子核を実験的に初観測することを目指している。 この実験では、標的周囲の大立体角を覆うWASA検出器と、前方0度 FRSスペクトロメータを組み合わせた同時測定を行う必要がある。本研究課題では前年度までに、そのような同時測定実験（WASA-FRS実験）を実施してきた。3年目となる本年度（令和4年度）は、このWASA-FRS実験のデータの較正と解析を進めてきた。これまでに、WASA検出器側を構成している、円筒形ドリフトチェンバー、飛行時間およびエネルギー測定用のプラスチックシンチレータバレル、超伝導ソレノイド電磁石、電磁カロリメータのデータ較正の大部分を完了した。ソレノイド磁場中での粒子の飛跡から、その運動量を求めて、シンチレータでのエネルギー損失との相関を解析することで、WASA検出器側で最も重要である、陽子、パイ中間子の粒子識別が行えるという段階に到達した。また、FRSスペクトロメータ下流側では、飛行時間を用いた重陽子の識別と、ドリフトチェンバーによる粒子の飛跡および運動量解析を行ってきた。特に、本課題で開発・製作した、重陽子の識別のための飛行時間測定用シンチレータは、時間分解能 < 50ps という非常に良い性能を達成した。