K1.1での実験計画 應田治彦 1. E15実験 3He(in-flight K-, n) K-pp → Λp

Slides:



Advertisements
Similar presentations
佐久間 史典 (理研) 徳田 真 (東工大M1) 大西 宏明 (理研) 岩崎 雅彦 (理研) J-PARC E15実験
Advertisements

J‐PARCから始まる 次世代のハドロン物理実験
Spectroscopic Study of Neutron Shell Closures via Nucleon Transfer in the Near-Dripline Nucleus 23O Phys. Rev. Lett. 98, (2007) Z.Elekes et al.
佐久間 史典 (理研) 徳田 真 (東工大M1) 大西 宏明 (理研) 岩崎 雅彦 (理研) J-PARC E15実験
Commonly-used detectors for SksMinus and SksPlus
J-PARC E15実験 A search for deeply bound kaonic nuclear states
東京大学 理学系研究科 物理学専攻 吉原 圭亮 35-096116
SP0 check.
Memo for S-2S simulation Toshi Gogami 2014/7/25. Contents Missing mass resolutions with S-2S / SKS.
Shell model study of p-shell X hypernuclei (12XBe)
中性子過剰核での N = 8 魔法数の破れと一粒子描像
HLab meeting 6/03/08 K. Shirotori.
J-PARC E15実験 A search for deeply bound kaonic nuclear states
J-PARC E31 collaboration
J-PARC E15 実験に用いる 円筒形検出器群のコミッショニング
J-PARCにおける Φ中間子原子核探索実験
理研RIBFにおける深く束縛されたπ中間子原子生成
2018/11/19 The Recent Results of (Pseudo-)Scalar Mesons/Glueballs at BES2 XU Guofa J/ Group IHEP,Beijing 2018/11/19 《全国第七届高能物理年会》 《全国第七届高能物理年会》
大強度2次ハドロンビームを用いた 精密原子核ハドロン物理の新展開 装置:運動量整合の取れた2次ビームラインとスペクトロメータ
K中間子原子核 -今そこにある課題- 現状のレビュー 簡単な模型を用いた ppK- の計算 まとめ 土手昭伸 (KEK)
中性子星の超流動に対する ハイペロン混在の効果
K凝縮ハイパー核の構造と安定性 1. Introduction 2. Formulation 3. Numerical results
The Effect of Dirac Sea in the chiral model
Muonic atom and anti-nucleonic atom
全国粒子物理会 桂林 2019/1/14 Implications of the scalar meson structure from B SP decays within PQCD approach Yuelong Shen IHEP, CAS In collaboration with.
MeV internal meeting Oct. 2, 2015
核物理の将来 WG ストレンジネス sub group
論文講読 Measurement of Neutrino Oscillations with the MINOS Detectors in the NuMI Beam 2009/11/17 Zenmei Suzuki.
J-PARCにおける ストレンジネス核物理
Three- and four-body structure of light hypernuclei
KEK-PS E325実験における ベクター中間子の質量に対する核物質効果の測定
21世紀COE外国旅費補助 出張報告会 IX International Conference on Hypernulear and Strange Particle Physics (HYPE2006) “Search for Q+ via K+p -> p+X reaction with high-resolution.
Anomalous deformation in neutron-rich nuclei
SksMinus status 23 HB meeting 2009/3/19 白鳥昂太郎.
超高分解能測定によるΘの探索 Θ(もしあるなら)のハイパー核は作れるか?
K+→π+π0γ崩壊中の 光子直接放射過程の測定
高エネルギー重イオン衝突実験 PHENIXにおける 光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索
G. Hanson et al. Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 1609
第2コマ K中間子原子核 Exotic system with strangeness?
MPPCを用いた ハイペロン散乱実験の提案
ストレンジでエキゾチックな K中間子原子核
Hypernuclear gamma-ray spectroscopy at KEK & J-PARC
Y. Fujiwara, Y. Suzuki and C. N., to be published in PPNP;
K核に関連した動機による K中間子ヘリウム原子X線分光実験の現状 理化学研究所 板橋 健太 (KEK-PS E570 実験グループ)
2006年4月15日 J-PARC meeting K中間子ヘリウム3原子 3d2p J-PARC
4体離散化チャネル結合法 による6He分解反応解析
References and Discussion
SksMinus status 19 HB meeting 2009/2/06 白鳥昂太郎.
EMCalにおけるπ0粒子の 不変質量分解能の向上
3He(In-flight K-, n) 反応に関する 理論計算の現状と課題
SciFi を用いたΣ+p散乱実験での (ほろ苦い)思い出
卒業論文発表 中性子ハロー核14Beの分解反応 物理学科4年 中村研究室所属   小原雅子.
素核研、物理第4研究系、石山博恒 •Facility Plan • Research Subjects
μ+N→τ+N反応探索実験の ためのシミュレーション計算
J-PARC meeting 藤岡 宏之 2006/01/31.
HLab meeting 4/22/08 K. Shirotori.
大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう Kenichi Imai (JAEA)
J-PARC E07 J-PARC E07 写真乾板とカウンター複合実験法によるダブルハイパー核の系統的研究 ダブルハイパー核研究の歴史
Study of precursor phenomena of pionic condensation via parity conversion nuclear reaction on 40Ca Masaki Sasano Pion condensation Phase transition.
Measurement of the absolute branching ratio for the dominant KL decays, the KL lifetime, and Vus with the KLOE detector 2008/11/06 Tohoku Y.Sato.
Cylindrical Drift Chamber
(K-, J-PARC 理化学研究所 大西 宏明.
Measurements of J/ψ with PHENIX Muon Arms in 2003 p+p Collisions
K中間子ヘリウム原子X線測定実験のための検出器系 I
実験面からみたd(K-,Ks)反応によるXN終状態相互作用の研究
Recoil catcher法による質量数90領域の
(K-,K+)反応によるΞハイパー核の生成スペクトル
Spectral Function Approach
K中間子ヘリウム原子 3d2p X線の精密測定
Nucleus containing K- meson
Presentation transcript:

K1.1での実験計画 應田治彦 1. E15実験 3He(in-flight K-, n) K-pp → Λp 理化学研究所  仁科加速器研究センター 岩崎先端中間子研究室 應田治彦 for E15/E17 collaborations 1. E15実験 3He(in-flight K-, n) K-pp → Λp 2. E17実験  3He K中間子原子の 3d→2p X線の精密測定 3. K中間子重陽子原子の 2p→1s X線 2007.11.12 RCNP研究会

いきなり まとめ… 最初はK1.8BRからスタートするとしても、 K中間子原子/原子核実験全体の計画は結構長く いきなり まとめ…  最初はK1.8BRからスタートするとしても、 K中間子原子/原子核実験全体の計画は結構長く また、Full Intensity でのランも必要となる → 人生短いし実験予定盛り沢山のK1.8 に間借り しているのではなしに、早々にK1.1 に移行したいなぁ 独り言……   K1.1にはスペクトロメータの整備計画がないので、原子核屋さんはあんまり   使いたがらないので、“いらない!”とか思われているとやばいなぁ (X_X)   K1.8 とか K1.8BR とかKがでるのに、ストレンジ核物理屋さんまで、π 10MHz   とかの実験からと提案するのは、やっぱりなかなか強度は上がらないってこと   なんだろうか… なんとはなしに KEK-PS でもできたような……   目一杯強度のKで、1月以上かかるって実験はなんとなく肩身が狭いのかな? CDS とか、中性子カウンターとか、3He 標的とか一緒に使って実験する お友達が少ないんではないかな… (T_T)

K中間子原子とK中間子核 K中間子原子核 K中間子原子 E228 KpX 2p→1s 大きな斥力的シフト ∑π 閾値より束縛すれば幅も狭い(AY) E471 4He (静止K-, n) でのピーク探索   (K-, p) でピークの”発見” E549 4He(静止K-, p/n) の高統計・高分解能ラン   (K-, p) (K-, n) とも幅の非常に狭いピークなし   YN 相関の種々のデータ (chiral07 鈴木) K-原子にも大きなシフトが? E570 K中間子 4He原子の     3d→2p のX線の精密測定     大きなシフトなし    E17 K 3He 原子   3d → 2p E?? K d 原子   2p → 1s E15 K-pp 系     3He (in-flight K-, n) でmissing mass     K- pp → Λp でinvariant mass

D. Tomono, A. Toyoda, E. Widmann, T. Yamazaki, H. Yim, and J. Zmeskal A search for deeply-bound kaonic nuclear states by in-flight 3He(K-,n) reaction at J-PARC S. Ajimura, G. Beer, H. Bhang, P. Buehler, L. Busso, M. Cargnelli, J. Chiba, S. Choi, C. Curceanu, D. Faso, H. Fujioka, T. Fukuda, Y. Fukuda, C. Guaraldo, T. Hanaki, R. S. Hayano, A. Hirtl, M. Iio, M. Iliescu, T. Ishikawa, S. Ishimoto, T. Ishiwatari, K. Itahashi, M. Iwasaki, P. Kienle, J. Marton, Y. Matsuda, Y. Mizoi, O. Morra, T. Nagae, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, A. Sakaguchi, F. Sakuma, M. Sato, M. Sekimoto, D. Sirghi, F. Sirghi, S. Suzuki, T. Suzuki, H. Tatsuno, D. Tomono, A. Toyoda, E. Widmann, T. Yamazaki, H. Yim, and J. Zmeskal E15 : Stage2/Day-1 採択

KN interaction 1997 KEK-PS KpX (precision measurement of 2p->1s x-ray energy in Kaonic hydrogen atom ) KpX 1s 2p only Coulomb int. -8.6 keV DE = -323 eV G = 407 eV DEAR PRL78 (1997) 3067 M.Iwasaki et al., PRL94(2005) 212302 2005 2p->1s x-ray in Kaonic hydrogen have been measured again at DAFNE @DEAR ; repulsive! These results are now understood as strong attractive force between K and N Evidence(?) for existence of 1s KN bound state! Now, lets assume L(1450) as a candidate of KN bound state

Extension to light nucleus: Prediction of Kaonic nucleus L(1405) to Kaonic nucleus Construct K-N potential to reproduce measurements Energy shift of 1s state Kaonic hydrogen (results of KpX measurement) Mass of L(1405) (Strong attraction in I=0 KN system ) Extension to light nucleus: Prediction of Kaonic nucleus   deep binding energy   narrow width Y.Akaishi & T.Yamazaki, PRC65 (2002) 044005.

Search for Kaonic nuclear bound state at Trento WS 2006 Taken from OHP E549 Phys. Rev. Lett. 94 212303 (2005) FINUDA Taken from OHP at Trento WS 2006 KEK E548 GSI FOPI OBELIX The situation is still controversial! We need to answer the basic question, whether the deeply bound state really exists?

??? A search for deeply bound kaonic nuclear states K-pp neutron 3He Goal for the new experiment To answering the basic question : whether the deeply bound state really exists? Direct production of K-pp clusters via 3He(in-flight K-,n) reaction K-pp cluster neutron 3He K- Reaction Missing mass Spectroscopy via neutron Decay ???

Possible K-pp decay modes FINUDA K-pp cluster p+S-p p-S+p K-pp 2370 MeV 2275 MeV 2267 MeV S0p Lp 2131 MeV 2054 MeV fit region Dominant Decay mode = YN Phys. Rev. Lett. 94 , 212303 (2005) K-pp?? B.E. = 115 MeV L p decay mode L p S0 p decay mode p- g p L p p- Invariant mass reconstruction p

Experimental Principle 3He(K-,n) reaction K-pp cluster neutron 3He K- Reaction Missing mass Spectroscopy via neutron Decay L p p- Mode to decay charged particles This mode allows us to investigate K-pp bound state in both Missing mass spectroscopy and Invariant mass reconstruction Invariant mass reconstruction

Signals from K-pp and “Two nucleon absorption” forward neutron 3He reaction  3He(K-,n) K-pp formation neutron K-pp cluster @ 1GeV/c K- and B.E. = 100 MeV ~ 1.3 GeV/c  Two nucleon absorption  reaction K- 3He neutron p (spectator) L @ 1GeV/c K- ~ 1.5GeV/c

Decay particle detector Detector concept CDH CDC Solenoid Magnet K- neutron Neutron TOF counter Cylindrical Detector system (Decay particle detector) neutron 3He K-pp cluster K- reaction Decay Decay particle detector around target region Mode to decay charged particles L p p- p

Cylindrical Drift Chamber Design work for CDC is in progress Garfield simulation done by Dr. F. Sakuma Basic concept ; Cell structure has been chosen as Hexagonal 15 readout layers AA’A UU’ VV’ AA’ UU’ VV’ AA 1800 readout channels in total He based chamber gas will be used (to reduce material budget)

Detector construction status Neutron Counter (ready for installation) Trigger hodoscope (designed almost complete) Solenoid Magnet Constructed; 2006 March 3He target Under construction Cylindrical Drift Detector (design completed, under construction) CDC prototype complete

Expected signal; Theoretical calculation We are going to measure only this components ( L required in final state )

E15 実験 の段階的進行 30GeV /9μA のフル強度で、定常ランを1月以上 K1.8BR チューニング ; Beam line momentum の確認   ~750MeV/c で、 π/p/d あたりのTOF? CDCのチューニング   現場での宇宙線長期ラン 静止K+ → μ+ ν (235MeV/c) あるいは、 π+π0 (205MeV/c) 中性子カウンター系のチューニング 荷電粒子 σ<100ps ; 中性粒子 σ<150ps (flight path 12m) γ線あるいは、速いπなどを利用した較正方法の確立

軽いK中間子原子のX線測定 4He (E570) →3He (E17)→ d

E570の結果と過去の実験との比較 ΔE2p = 2 ± 2± 2eV Phys. Lett. B653 (2007) 387

E17 実験 K- 3He 中間子原子 3d→2p X線 1/10 強度で 1月程度の測定で、 ~2eV のピーク中心の決定精度 Stage-2/DAY-1採択

K- d 原子 2p → 1s X線の測定 K- n は Isospin=1 ! ガス標的でのランが必須 KpX ガス標的でのランが必須 静止K- あたりの2p→1s (Kα) 収量は陽子標的の場合(E228)と 比較して約 ~1/10 K中間子あたりでE570と比較すると、 実に3桁落ちしかシグナルは来ない。 KdX 統計はJ-PARCの強度(×20)とSDD(×10) を敷きつめることでカバー可能だが、 S/N の悪化は、クリーンな同定で向上させる しかない。 T. Koike et al. PRC53 (1996) 79

E228 残ったバックグラウンドはaccidental がメインではない どんなに奇麗に静止K事象を選んでも、γ線起因のBGが残る π0 →2γ あるいは ∑0 → Λγ

KdX実験のアイデア(鈴木) KpX がうまくいったのは… Two-charged π-tag K- p → Λ π0 Λ → p + π- → Λ π0 Λ → n + π0 → ∑+ π- ∑+ → n + π+ → ∑+ π- ∑+ → p + π0 → ∑0 π0 ∑0 → Λ + γ     → ∑- π+ ∑- → n + π- 基本的に同じアイデアが KdXでも採用可能 ただし K- n → ∑0 π- ; ∑0 →Λγ; Λ→p + π- があるので、  π+ + π- の違う電荷の2πを要請する必要あり E15のCDS 磁場印加して使用 SDDを~50個程度にまで増設; J-PARC Full intensity で1シフト2個程度確保可能

Thank you very much  どれか一緒にやりません??