250MeV p(d,pp) breakup 反応の FSI 近傍での測定

「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会 2008年12月24日 250MeV p(d,pp) breakup 反応のFSI近傍での測定前田幸重(宮崎大学工学部) 上坂友洋、川畑貴裕、清水陽平、笹本良子、坂口聡志(東大CNS) 酒井英行、矢向謙太郎、笹野匡紀、野地俊平（東大理）畑中吉治、民井淳、須田健嗣、為重雄司、松原礼明 (RCNP) 相良建至、若狭智嗣、堂園昌伯、伊原エマ（九大理）関口仁子、武智麻耶（理研）　

K. Sekiguchi et al.Phys. Rev. C 65, 034003 (2002) N+d scattering at 250MeV shows different results from that at below 135MeV N+d elastic scattering at 250MeV Faddeev calc (by Prof. H. Kamada) : NN only (CD-Bonn, AV18, Nijmegen-I,II,93) : NN with TM-3NF : AV18+UrbanaIX-3NF : CD-Bonn+TM99-3NF • p+d (K. Hatanaka et.al, PRC66(2002)044002) & n+d (Y. Maeda et.al, PRC76(2002)014004) measurements at RCNP • Large discrepancies between data & 3NF predictions at qcm = 110 -- 180 deg.

Calculations with D–excitation 3NF • The effects of the D-excitation by any mesons (calc. by Lisbon-Hannover Gr.) • D-excitations are explicitly included by the coupled channel method • p-r,r-r and3p-ring type 3NF(illinois model) are included effectively. • No large superiority to the 2p–exchangetype 3NF. What we are missing?

Relativistic effects • ２５０MeVの断面積は三体力を導入しても再現できない！何故？ • Fully relativistic calculations by Witała et al. • 運動学的な相対論効果は、非常に後方角度でしか現れない。タイプ等他のタイプの 3NF が必要であることを示している？ Illinois型 3p-ring Non-Rel. Rel. NN potential Lorentz boosted potential Approx.１ Approx.２ p-r, r-r タイプ等このエネルギーでのさらなる研究が期待されている。

stot sbreakup sela pd 分解反応測定 • Nd分解反応が何故良いか分解反応の断面積が相対的に大きくなる。 J. Kurośet al., PRC66 (2002) 024003 弾性散乱  pq平面での積分 E2 分解反応  S-curve上での　　任意の点を選べる E1 分解反応では、三体力の効果を研究するのに適した運動学的コンフィグレーションを選ぶことが重要

FSI configuration • 今回のConfiguration: (qp1= qn = 40 deg , f1n = 0 deg) • qd= 40 deg （ qcm= 98.5 deg ）の弾性散乱に似た運動学　q～700MeV/c • 断面積では三体力の効果が見え易い。 • 三体力込みの理論計算が実験値を良く再現している。 qp1= qn となるコンフィグレーションを選択 Coulomb 力が FSI 状態の二核子間に働くのを防ぐため。

ベクトル偏極分解能 • Final state interaction (FSI) 近傍　＠ 200MeV(q～740MeV/c) J. Kuroś, Doctoral Dissertation (2002) : NN only : NN with TM-3NF : AV18+UrIX-3NF : CD-Bonn +TM’-3NF f12 = f1 -f2 FSI configuration (q1= q2 , f12 =0)近傍で S-curve に沿った測定を行うと、弾性散乱からは引き出せない三体力の情報が見える可能性がある。

実験＠ RCNP • p+d (p+n)+p@ 250MeV における微分散乱断面積およびベクトル偏極分解能の測定 n p p FSI 状態の中性子は検出せず、２つの陽子を２つの磁気分析器を用いて検出。

実験方法 • Configuration: (qp1= qn = 40 deg , f1n = 0 deg)  (qp1= 40 deg, qp2 ～ 67 deg , f12 = 180 deg) • LASの磁場及びGRの角度・磁場を変えながら測定（３セット） qLAS = 40deg Ep1 = 50 ~ 115 MeV QFS qGR ~ 67 deg Ep2 = 116 ~ 120 MeV S-curve FSI polarized proton beam Ep = 250 MeV B.I. = 50 nA polarization ~ 70 % CD2 target Liq D2 target QFS S=0[MeV]

液体重陽子標的＆標的厚モニター • pd 弾性散乱による標的厚のモニター　 • θp = θd = 50.8deg (LAB) • ルミノシティの系統誤差：3% • 標的厚さ　20ｍｇ/ｃｍ2程度　 • アラミド膜の厚さ 12mm 絶対値較正用 • 重陽子化ポリエチレン（CD2) 44ｍｇ/ｃｍ2 • グラファイト標的

Missing Mass

S curve • (Ep1, Ep2) より　(Ep1, En) を導出 • 運動学から計算される S-curve を再現 • 標的厚モニター情報 → 異なる3つの磁場設定で測定されたイベント数を規格化 • Ep1 の関数として物理量を導出

実験結果(1) pd breakup at 250MeV Calc. by Prof. Kamada (KIT) • 微分散乱断面積 • DEp1 = 5 MeV-bin (DS = 7 MeV-bin) • 統計誤差 < 1% • 青線：アクセプタンス中心 (qp1= qn = 40 deg , f1n = 0 deg) 　　赤線：角度アクセプタンスを考慮 Preliminary

実験結果(2) pd breakup at 250MeV • ベクトル偏極分解能 • DEp1 = 5 MeV-bin (DS = 7 MeV-bin) • 統計誤差　 DAy < 0.02 • 理論計算との比較 • 断面積の時と同じ傾向。（FSI近傍は2体力のみ、断面積最小領域は3体力込みの計算で良く再現される。） Preliminary

実験結果(3) pd breakup at 250MeV • Lisbon-Hannover Gr. の計算 • D-3NF • Coulomb力無し（緑線） Coulomb力有り（紫線） • 理論計算同士の比較 • Coulomb力の効果は小さい Preliminary

実験結果(4) pd breakup at 250MeV • Lisbon-Hannover Gr. の計算 • D-3NF • Coulomb力無し（緑線） Coulomb力有り（紫線） • 理論計算同士の比較 • Coulomb力の効果は小さい • TM-3NFとD-3NFでは三体力の効き方が逆。 Preliminary

相対論的効果（１） • Witala氏の計算 • 運動学的相対論効果補正（オレンジ色） • 実線（補正有）、破線（無） • 理論計算同士の比較 • 三体力の効果を打ち消す向きに相対論効果が効く Preliminary

相対論的効果（２） • Witala氏の計算 • 運動学的相対論効果補正（オレンジ色） • 実線（補正有）、破線（無） • 理論計算同士の比較 • 三体力効果と同じ向きに相対論効果が効く Preliminary

まとめ • 250 MeV pd分解反応測定を RCNP で行った。 • qp1= qn = 40 deg , f1n = 0 deg　となるコンフィグレーションを、２つの陽子を検出して特定。FSI を含む、S = 30 – 125 MeV の領域。 • 結果 • 微分散乱断面積は統計誤差 1% 以下で実験値が得られた。 • ベクトル偏極分解能は統計誤差　DAy < 0.02　で実験値が得られた。 • FSI近傍は2体力のみ、断面積最小領域は3体力込みの理論計算で良く再現される。 • 分解反応測定により、弾性散乱測定ではアプローチできない三核子状態に関する詳細情報を導ける可能性が示された。 • 異なるconfigurationでの研究の可能性 • 弾性散乱後方角度に相当するFSI • Space star

250MeV p(d,pp) breakup 反応の FSI 近傍での測定