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第三世代 ( e,e'K + ) ハイパー原子核分光実験 JLab E05-115 の準備状況

2009 年　日本物理学会年次大会. 第三世代 ( e,e'K + ) ハイパー原子核分光実験 JLab E05-115 の準備状況. 東北大学　理学研究科 原子核物理研究室 後 神利志. (e,e’K + ) 反応の性質. 運動量移行が 大きい ( ～ 400MeV/c) 深い束縛状態のハイパー核の測定 P を Λ に変換 (π + ,K + ) 反応で生成されるハイパー核の鏡像核 12 Λ B 12 Λ C ((π + ,K + ) 反応 ) 中性子過剰 ハイパー核 Spin-flip/ nonflip 状態の生成.

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第三世代 ( e,e'K + ) ハイパー原子核分光実験 JLab E05-115 の準備状況

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Presentation Transcript

  1. 2009年　日本物理学会年次大会 第三世代(e,e'K+)ハイパー原子核分光実験JLab E05-115の準備状況 東北大学　理学研究科 原子核物理研究室 後神利志 2009年　日本物理学会年次大会　　T.Gogami

  2. (e,e’K+)反応の性質 運動量移行が大きい (～400MeV/c) • 深い束縛状態のハイパー核の測定 PをΛに変換 • (π+,K+)反応で生成されるハイパー核の鏡像核 12ΛB12ΛC ((π+,K+)反応) • 中性子過剰ハイパー核 Spin-flip/nonflip状態の生成 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  3. JLab-Hall Cにおける(e,e’K+)ハイパー核分光実験の特徴 E01-011 良質の一次電子ビーム • 高いエネルギー分解能 ( ~400[keV](FWHM) ) エネルギーの絶対較正 • 水素（陽子）標的を 用いてΛ、Σを生成 (Λ、Σを同時に観測) 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  4. ジェファーソン研究所~CEBAF~ 我々の実験 • duty factor 高い(~100%) • ビーム強度が高い • エミッタンス・⊿E/Eが小さい、安定 散乱電子とK+中間子の同時測定 反応断面積~100[nb/sr]と小さい 高いエネルギー分解能 加速器に対する要求 Hall C これらを提供する唯一の加速器 CEBAFの概略図 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  5. 第一世代実験E89-009(2000) : 12ΛB 構成　・・・ Splitter + Enge+ SOS 既存のスペクトロメータで測定 (e,e’K+)反応を用いたハイパー核分光実験の有用性を証明 • 第二世代実験E01-011(2005) : 7ΛHe,12ΛB,28ΛAl 構成　・・・　Splitter + Enge(tilt) + HKS HKS＋散乱電子スペクトロメータの配置の工夫(tilt法) 測定技術を確立 • 第三世代実験E05-115(2009) :7ΛHe,10ΛBe,12ΛB,40ΛK,52ΛV 構成　・・・　new Splitter + HES(tilt) + HKS Splitterも含めすべてこの実験専用のスペクトロメータ 軽～中重核の広い領域におけるハイパー核分光 ルミノシティ　200倍 e’側スペクトロメータのsingles rate1/100 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  6. E05-115 Physics motivation 7Li(e,e’K+)7ΛHe ,10B(e,e’K+)10ΛBe • Neutron rich hypernuclei • Charge symmetry breaking • ΛN-ΣN coupling 40Ca(e,e’K+)40ΛK,52Cr(e,e’K+)52ΛV • Binding energy of s-,p-,d-orbit, cross section • Single-particle potential 質量数 A Few body,Cluster Mean filed Shell model 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  7. 第三世代実験E05-115のセットアップ 新設 Q1 D Q2 D Q2 Q1 New splitter 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  8. E05-115の利点 • Tilt法 バックグラウンドとなる制動放射・メラー散乱起因の電子の集中している超前方部分を避ける • ビームエネルギー1.8GeV2.344GeV 　バックグラウンドとなる制動放射・メラー散乱起因の電子がより前方に集中 • 大立体角(HES) S/Nを改善　＋　収量増 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  9. ハイパー核収量[count/hour]の比較 4~5倍 断面積を100[nb/sr]と仮定した見積もり 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  10. 予想スペクトラム Cross section はBydzovsky・Motoba氏等の理論計算から導出 52ΛVの予想スペクトラム simulation 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  11. HES Detector e’ rate < 2MHz 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  12. EDC2 EHODO EDC1 HES detector layer2 layer1 e’ EDC1 第二世代 実験で使用 EDC2 第二世代実験における HKS側のスペアチェンバー EHODO 第三世代実験で新たに設計したシンチレーション検出器 TOF分解能 σ~130[ps] EDC1 EHODO layer1 組み立て後 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  13. HKS Detector 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  14. HKSdetector エアロジェルチェレンコフカウンター(AC) [π+除去]n=1.05 第二世代実験で使用 水チェレンコフカウンター(WC) [p除去] n=1.33 • wave length shifterの放射線によるダメージ 新箱開発(N.Taniya :28pSG-6) ルサイトチェレンコフカウンター(LC) [p除去・TOFカウンターのバックアップ] n=1.48 第三世代実験で導入 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  15. HKSdetector KDC 第二世代で使用したドリフトチェンバー TOF1X / TOF2X TOF分解能 σ~=70[ps] TOF1Y • シンチレータ間に隙間 ライトガイド再設計(シンチレータをジグザグに配置し、さらにオーバーラップを持たせる) 組み立て完了 TOF１Y TOF１X 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  16. まとめ　 E05-115(2009) New Splitter + HKS + tilted HES 軽～中重核領域のハイパー核の測定 7ΛHe,10ΛBe,12ΛB,40ΛK,52ΛV 各検出器 　コミッショニング@JLab 8月の実験開始に向けて、インストレーション中 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  17. Backup 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  18. 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  19. 検出器の位置関係 HKS側 HES側 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  20. HESのアクセプタンス • Tilt法 バックグラウンドとなる制動放射・メラー散乱起因の電子の集中している超前方部分を避ける • ビームエネルギー1.8GeV2.344GeV 　バックグラウンドとなる制動放射・メラー散乱起因の電子がより前方に集中 • 大立体角(HES) S/Nを改善　＋　収量増 ハイパー核の収量 4~5倍 赤・・virtual photon 起因 青・・メラー散乱起因 緑・・制動放射起因 E01-011 E05-115 y’[mrad] y’[mrad] x’[mrad] x’[mrad] 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  21. EDC1 プラトー曲線 3月 2009年 2月 1月 12月 11月 2008年 修理（@林栄） 10月 ワイヤーが切れていることが発覚 Jlabに到着。 しかし、Window が破れている事が発覚 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  22. HKS detector K+ • HKS側の主なバックグラウンド π+,p K+中間子トリガー (TOF) & (WC) & veto(AC) 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  23. 第一世代実験E89-009（2000年） • 構成 splitter+SOS+Enge • 主なハイパー核 12ΛB • エネルギー分解能 ~750[keV](FWHM) (当時最高) (e,e‘K+)反応を用いたハイパー核分光実験が可能 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  24. 第二世代実験E01-011(2005年) • 構成 • splitter+Enge+HKS • 主なハイパー核 • 7ΛHe,12ΛB,28ΛAl • エネルギー分解能 ~400[keV](FWHM) HKS建設エネルギー分解能向上 Tilt法の導入S/Nを劇的に改善 技術の確立 2009年　日本物理学会春大会　　T.Gogami

  25. Singles rate Rate of HES arm Rate of HKS arm

  26. E. Hiyama Private Comm. NO DATA

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