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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
n
ハイパー原子核
L
p
ダブルハイパー核の作り方
X [グザイ]粒
K-粒子の反応から、K+粒子と -
5 He
L
子が放出され、 X
子核にそーっと吸収させる[X 吸収]。
-粒子を写真乾板中の原
通常の原子核
K+
4He
K-
ダブルハイパー核
ダブルハイパー核
X-
X
-
L
複合核
写真乾板
ダブルハイパー核
４
１
(複数解釈)
―
１
２
～1997
８０
1995
(複数解釈)
７
～現在
約８００
(KEK-E373)
～2012
(J-PARC E07)
３
(内1例が
単一解釈)
J-PARC E07
1万
約１００
数十(?)
[KEK-E373実験で得た特徴的な事象]
LL 間の相互作用(DBLL)を
単一に測定した[世界初! ]
ツインハイパー核
ツインハイパー核
πp
6
ΛΛHe
4
10
5
ΛHe
5
0
0
5
10μm
He
ツイン
ハイパー核
発見数
(期待値）
現在
参考：
L(ラムダ) 粒子の寿命
100億分の1秒
ダブル
ハイパー核
発見数
1963
(KEK-E176)
L
⇒ LL
X原子
Ξ粒子
吸収
の数
(D.Davis)
ツインハイパー核
X -+p (陽子)
6
L LHe
年次
(実験名)
1987
LL
標的核
ダブルハイパー核研究の歴史
#2
#1
t
Ξ-
Ξ-
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Events of double-L Hypernucleus
n
p
L
[E176 & E373@ KEK]
KEK-E373
KEK-E176
in ~80 Ξstops
π-
NAGARA
HIDA
p
6
ΛΛHe
4
10
5
ΛHe
5
0
0
He
t
Ξ-
10μm
5
DemachiYanagi
Analysis (start soon)
#4
Now, we have
several x 102
Ξ- stopping
MIKAGE
#5
#6
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n
p
L
実験の目的と方法
# ビーム : K- (1.7GeV/c), 3 x 105 K-/spill 約２か月間照射 [純度 K-/p- > 6]
# Trigger : (K-, K+) => 104 グザイ粒子静止吸収事象
# 検出器 : 写真乾板(乳剤 2.5t), 両面半導体, Hyperball-J, ファイバー
# 共同研究者 : 日本, 米国, 韓国, 中国, インド, 英国
実験目的
J-PARC E07
標的近傍
写真乾板
1) ダブルハイパー核 (期待値 約100個)
確かな発見 : 10個 以上
ファイバー
l
l
t
l
* ３次元の原子核図表作成
=> * DBLL ： 核種依存性の研究
* ダブルハイパー核の崩壊様式の研究
2) H-ダイバリオン存否の確認 & 核構造
ダイヤ標的
3) グザイ粒子-原子核間の相互作用の研究
i
* ツインハイパー核
* グザイ吸収過程のX線測定
(12C)
X線
p rb l l
Hyperball-J
グザイ粒子
4) 未知の現象の発見も (?)
両面半導体
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n
p
L
実験の準備状況
Emulsion mover during beam exposure
# position accuracy
<10mm
# steal belt
# max. speed
~5mm/sec
# max. beam density
1M beams/cm2
on Emulsion
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n
p
L
実験の準備状況
Test of New alignment method
1. X-ray generator is so heavy to be installed in beam line.
2. Safety for the exchange of the emulsion stacks.
==> beam spot painting on DSSD and the emulsion
Test exp. of beam spot at RCNP- R80 (Dec.,2007)
Beam
Proton(65 MeV, 355MeV/c)
slit size
d = 0.3x0.3, 0.5x0.5, 1.0x1.0 [mm2]
Track density in the Emulsion
0.5, 1.0, 5.0, 10.0
x105 protons/[mm2]
Thickness of Fe slit
10 mm
J-PARC E07
n
p
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実験の準備状況
Beam spot (R80 at RCNP)
L
exposed beam density = 10 x 105 [protons/mm2]
0.3 x 0.3 [mm2]
0.5 x 0.5 [mm2]
1.0 x 1.0 [mm2]
~0.4 mm
Accuracy
0.4/sqrt(12) ~ 0.1 [mm]
good enough alignment
for the experiment
Yield estimation at K1.8 @30GeV 9mA (Sanford-Wang, TRANSPORT & TURTLE)
for 10 x105 [protons/mm2] through 0.3x0.3 [mm2] slit
300 MeV/c : 120 spills
400 MeV/c : 40 spills reasonable
500 MeV/c : 20 spills beam time
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n
p
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実験の準備状況
L Performance of developed DSSD
Test exp. of DSSD at RCNP- R78 (Dec.,2006)
PMT
Scinti.
support
1.5mm
１~２mm
proton
beam
DSSD Specification
size : 32mm x 64 mm x 0.3mm
P-side 1280 strips
N-side 640 strips
Strip pitch : 50mm（Δr=14.4μm）
S/N ration : p-side 31.03±0.16
n-side 24.46±0.13
Emulsion
DSSD
Beam
Proton(136.2 MeV)
Incident angle
o
o
o
o
o
o
0 , 15 , 20 , 30 , 45 , 50
Track density in the Emulsion
3 protons/[mm2]
Gap [DSSD <=> DSSD]
1.5mm
Gap [DSSD <=> emulsion]
1~2mm
acrylic support
30 cm
t = 0.5 mm
Emulsion
t = 0.1 mm
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n
p
L
実験の準備状況
Scanning of protons in the emulsion
Emulsion Plate
7 cm
Microscope System
(EXPERT-G1)
3 cm
Microscope image
of proton track
(incident : 10o)
～100μm
Scanned ~100 tracks
/ each angle exposure
～100μm
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n
p
L
実験の準備状況
Result of residuals (position, angle)
Angle (mrad)
Position (mm)
x
y
x
y
0o
19.9 +/- 1.8
19.5 +/- 1.9
19.1 +/- 1.8
11.5 +/- 1.0
15o
16.4 +/- 1.4
25.6 +/- 0.8
8.9 +/- 0.8
11.4 +/- 0.7
25o
45.3 +/- 6.8
26.0 +/- 2.3
10.6 +/- 0.8
13.8 +/- 1.2
42.3 +/- 6.6
15.7 +/- 1.6
12.3 +/- 3.7
11.8 +/- 1.7
41.3 +/- 5.0
21.0 +/- 2.2
7.6 +/- 0.8
15.3 +/- 1.4
E07 30o
45o
20 ~ 45
E373
N.I.M. A 417
(1998) 220-229
194
(163)
~ 100
E176
KEK Preprint 94-163 (22)
113 Fiber- 44
(137) bundle (-)
(31)
for X-tracking S/N ~ 1/3
SSD
Beam
spot
10 ~ 20
DSSD
-
25
(- )
X-ray
-
X-ray
S/N ~ 3
good enough!!