ω中間子光生成による原子核束縛状態探索と中間子－原子核相互作用の精密測定

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申請者は SPring-8 LEPS2 施設においてω中間子を光生成しω中間子束縛エネルギーを精密測定することにより、ハドロン－核子相互作用を明らかにしたいと考えている。本実験ではω中間子の崩壊を BGO 電磁カロリメータで検出し生成を同定した上で TOF 検出器で欠損質量を測定するという新しい手法を確立することにより、明確な束縛エネルギーを得ることを計画している。本年度は本実験に必要な検出器である荷電粒子検出器の製作と BGO 電磁カロリメータの製作と LEPS2 でのデータの取得を行った。荷電粒子検出器は MPPC を用いた新光読出し方式プラスチップシンチレータとガスワイヤーチェンバーで構成され、高エネルギー加速器研究機構において製作した。本実験において時間分解能と検出効率を評価し、時間分解能 250 psec と検出効率 95% が得られ、本実験を遂行するにあたり十分な性能であった。BGO 電磁カロリメータは本体の製作が完了し、最終的に 1320 チャンネルから成る読出しすべてのチャンネルの読出し回路を製作した上で LEPS2 においてデータ取得を行った。各チャンネルのエネルギー分布とπ0中間子不変質量を用いることにより検出器の調整やデータ解析におけるエネルギー較正を行い、本実験に必要なハドロンの検出に成功した。また、本実験の先行実験である ELPH FOREST 実験のデータを用いて、電磁カロリメータの解析とマルチメソン光生成の研究を行った。電磁カロリメータの荷電粒子に対する検出効率の評価などの解析を行い、最終的にπ0π±生成断面積を導出した。