ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽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 K 中間子ヘリウムの最終軌道 2p のシフトと巾を計測する実験 3d → 2p 遷移 X 線 (約 6.4 keV )を測定理化学研究所板橋健太 (KEK-PS E570 実験グループ) ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽標的 SDD FADC トラッキング情報ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽実験の動機１Ｋ中間子原子の観測 ⇒ Ｋ中間子と原子核の相互作用 K- - 4He potential 1 2 ポテンシャル深さを変えながら 2p原子状態のシフトと幅を計算すると... 3 r [fm] -100 Ucouple=120 MeV -200 U0 -300 原子状態のシフト(と幅)を決めれば、ポテンシャルの深さがわかる実験ではシフトの誤差 ± 2 eV を目指す Y.Akaishi EXA05 実験の動機１Ｋ中間子原子核についてインプットを与えるストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽 K- - 4He potential 1 2 3 r [fm] -100 K中間子が核内に束縛すると原子核がシュリンクする可能性 -200 U0 -300 K中間子の深い束縛状態 Y.Akaishi EXA05 実験の動機2 ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽 K中間子ヘリウム原子の過去のデータ ⇔巨大な斥力シフトは理論では再現不可能 2p は斥力方向に 40 eV 程度シフト実験の動機2 過去のデータ ⇒ K中間子ヘリウムパズルストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽観測されたシフトを原子番号に対してプロットすると... Hirenzaki, Okumura, Toki, Oset, Ramos PRC61,055205 K中間子ヘリウム原子では理論計算から大幅にずれる個人的な見解: 恐らく、小さいシフトを計測するのは実験的に困難なのでは？ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽 6400 eV の X 線を 2 eV の精度で測るには 1. 高分解能検出器 2. 高い S/N 比と統計 3. エネルギー較正標的 2) 反応点を再構成二次荷電粒子 3) In-beam でのエネルギー較正 π／Ｋ 1) X 線検出器として Silicon Drift Detector (SDD) を使用ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽高い S/N比分解能 S. Baird et al., NPA 392 (1983) 297 X 線が検出器をヒットしたという条件でトリガしたスペクトル金属箔を荷電粒子が通過した際の特性Ｘ線が観測エネルギーの較正曲線を与える K 中間子が入射し、標的中に静止したという条件 K- 4He 3d→2p 4d→2p 高い S/N 比、統計と分解能を達成 5d→2p ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽遷移エネルギーの決定 3d-2p 3d-2p Preliminary 4d-2p 5d-2p 統計誤差のみ。系統誤差は現在評価中ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽過去の実験は完全に棄却 statistical error only 50 25 0 100 300 U0 [MeV] -25 Previous World average -50 原子番号 -75 -100 1970 1980 1990 2000 Publication Year 2010 K中間子ヘリウムパズルは解決 Hirenzaki et al. EXA05 Akaishi 解析の宿題はまだ残っているストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽シグナル X 線の 10 %程度は標的中でコンプトン散乱を起こしエネルギーを失う Flash ADC データとの照合によりパイルアップ事象の除去ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽まとめ高い S/N 高統計高分解能の K-4He X 線データを収集 S/N ~ 4/1 程度 3d→2p ピーク領域 2200 カウント 6.4 keV 近傍で 185 eV (FWHM) 小さな系統誤差  ビーム中でのエネルギー較正 2p 状態のエネルギーシフトは |DE| < 10 eV 程度 (Preliminary) 過去の実験は棄却系統誤差を小さくするためのシミュレーション、解析が進行中ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽予備トラペストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽ストレンジネスとエキゾティクス理論の課題鳥羽