シグマ陽子散乱実験による斥力芯の起源解明とバリオン間力の研究

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核力における斥力芯の起源解明とバリオン間相互作用の研究のために、加速器施設J-PARCにおいてΣp散乱実験を計画している。前年度においては、実験遂行に必須となる新型散乱陽子検出器群(以下CATCHと呼ぶ)の開発を大きく推進した。この進展を受けて、平成28年度においてはCATCH実機の制作の完了とCATCHシステムを用いた新たな核力研究のための実験を行った。CATCHは円筒形ファイバー飛跡検出器とBGOカロリメータから構成されており、標的から放出される複数の荷電粒子の飛跡とファイバーでのエネルギー損失・全運動エネルギーを大立体角で測定する画期的なシステムであるが、平成28年度においてCATCH実機の制作を完了させることができた。ここでCATCHシステムの各構成要素が出来上がったので、次にこれらを固定する架台の製作や、データ読み出し・制御を含めたシステム全体の構築を行った。以上でCATCHシステムの開発を完了させることができたが、J-PARCでの実験計画の都合と準備状況により、平成28年度中にΣp散乱実験を遂行することは叶わなかった。しかし、今回完成させたCATCHシステムを用いた実験として、陽子-重陽子弾性散乱・break-up反応断面積の測定実験を東北大学CYRICにおいて行うことを計画し、実際にこれを行った。この反応からは3核子系ではじめて生じる三体核力の強さや性質について調べるプローブとして有用なデータが得られると考えられる。実験結果については現在解析中である。このように、CATCHシステムは当初の計画のΣp散乱実験に留まらず、バリオン間力研究のための他実験への応用の可能性を示すことができた。また、この実験によってCATCHシステムを組み上げ、実際に動作させたこともΣp散乱実験に向けての大きな前進となった。現在はJ-PARCでのΣp散乱実験の準備も着々と進めている。