ストレンジネスを用いた核物理研究

ストレンジクォークを含む原子核(ハイパー核)やハドロンを生成し、その構造や性質を調べ、原子核をまとめている核力や原子核中でのハドロンの性質の変化を研究します。

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目的・ビジョン

  u,dクォークでできている陽子・中性子のほかにsクォークを含むハイペロンをも構成要素にもつ原子核(ハイパー核)を生成し、そのエネルギーや構造を詳細に測定することにより、原子核を作り上げている核力の理解を目指します。また、ハイペロンの性質が原子核中でどのように変化するか、ハイペロンが加わることで元の原子核の性質がどのように変化するのかを調べます。

概要

大強度陽子加速器施設(J-PARC)のハドロン実験施設K1.8ビームラインとそこに設置されたSKSスペクトロメータを用いてハイパー核やハドロンの分光を行います。ハイパー核やハドロンは、K中間子ビームなどを標的にあてて出来るπ中間子などをSKSスペクトロメータで測定します。ハイパー核の生成には、K-ビームをあて、π-を捕まえる(K--)反応や、πビームをあて、K+を捕まえる(π+,K+), (π-,K+)反応、K-ビームをあて、K+を捕まえる(K-,K+)反応など様々な反応や標的により、生成されるハイパー核やハドロンが選べます。分光実験では、ビーム粒子と出てくる粒子のエネルギーをビームスペクトロメータとSKSスペクトロメータで精度良く測定して、生成されたハイパー核などのエネルギーを精度よく測定できます。どのエネルギーのものがどの位生成されたか?などの生成スペクトルから、ハイパー核・ハドロンの構造やそのもとになる一般化された核力の情報が得られます。また、実験によっては、ハイパー核から放出されるガンマ線や粒子を標的付近に設置した検出器で同時に測定し、ハイパー核の構造や性質をさらに詳しく調べることも行います。

関連する研究施設

K1.8ビームラインとSKSスペクトロメータ /ja/Facility/IPNS/K18BeamLine/