Hlab meeting

1. Hlab meeting 4/6/2010 T.Gogami 2009年6月 @ JLab Hall-C

2. 目次 • ハイパー核 • 3つの実験プロジェクト • JLab • (e,e’K+) • E05-115 • これから • 写真

3. Λハイパー核の研究 Λハイペロン u 陽子 uud 中性子 udd d • ハイパー核とは 　　ハイペロン(sクォークを含むバリオン)が束縛された原子核　　 • Λハイパー核研究の意義 • ハイペロンは核子からのパウリの排他律を受けない。 核子で占められている深い軌道に束縛可能である。 原子核深部を探るプローブとして有用である。 • ハイパー核を生成する反応 • (K-,π-) • (π+,K+) • (e,e’K+) s Λ ハイパー核 KEKやBNL JLab

4. プロジェクト (K-,π-) • ハドロンビームを用いたΛハイパー核のγ線分光実験 高エネルギー加速器研究機構(KEK) 大強度陽子加速器施設(J-PARC) • 光反応によるK0S中間子の生成機構 東北大学電子光理学研究センター γ + n -> K0 + Λ • (e,e’K+)反応を用いたΛハイパー核分光実験 Thomas Jefferson national accelerator facility (JLab) e + p -> e’ + K+ + Λ 山本 電磁生成 奥山 後神

5. Jefferson Lab Newport News ,VA http://www.jlab.org/

6. (e,e’K+)実験の加速器に対する要求 加速器に対する要求 (e,e’K+)実験E05-115 散乱電子とK+中間子の同時測定 反応断面積小 ( ~100 [nb/sr] ) 高いエネルギー分解能 (~400 [keV] ) • duty factor 高 • ビーム強度大 • エミッタンス小 エネルギーの分布幅⊿E/E小 これらを提供する唯一の加速器 JLab 連続電子線加速器CEBAF Hall C CEBAFの概略図

7. (e,e’K+)反応 素過程 e+p --> e’+Λ+K+ • 物理的な利点 • 運動量移行大深い軌道に束縛可能 • Spin-flip と Spin-non flip • 陽子をハイペロンに変える反応 • 実験的な利点 • 高品質な1次電子ビームが利用可能 • 強度の強いビームを利用可能 薄い標的 エネルギー分解能　良 e’もK+も共に前方にピーク前方検出の必要性

8. JLab Hall-CにおけるΛハイパー核分光実験 第一世代 2000年 第二世代 2005年 第三世代 2009年 e+p--> e’+Λ+K+ Enge Enge HES • 第一世代実験(E89-009):12ΛB 　　　　　　世界初 750 [keV](FWHM) • 第二世代実験(E01-011) : 7ΛHe,12ΛB,28ΛAl Tilt法・・・バックグラウンド激減 HKS導入・・・エネルギー分解能 500 [keV] (FWHM) • 第三世代実験(E05-115) ) :7ΛHe,9ΛLi,10ΛBe,12ΛB,52ΛV HES導入 ・・・収量~4倍 e’ e +Tilt法 +Tilt法 γ* B p K+ SOS HKS HKS Λ Splitter Magnet 収量7倍

9. 第三世代実験E05-115　セットアップ 3°~ 14.5° 1°~14° 新設

10. Reference plane HES側粒子検出器 e’ 最下流から撮ったHES側 粒子検出器の写真

11. HKS側粒子検出器とK+のPID 水チェレンコフ検出器 : p除去 n=1.33 HKS側のバックグラウンド e+ , π+ , p エアロジェルチェレンコフ検出器 : π+除去 n=1.055 e+除去 アクセプタンスから外す

12. Missing mass • ハイパー核の質量MHY M2HY = (Ee + MT - EK+ - Ee’)2 - ( pe - pK+- pe’)2 • Λ粒子の束縛エネルギー -BΛ = MHY -Mcore - MΛ • 標的における粒子運動量ベクトルの導出 • reference plane における位置・角度 xf=(xf, xf’, yf, yf’) p = F (xf) モンテカルロシミュレーションにより導出する

13. CH2標的(p -> Λ , p -> Σ0)のMissing mass CH2 target missing mass (preliminary) Width of L ~4MeV (FWHM) L S0 Mx-ML [MeV/c2] Accidental background

14. これから • JLab • E05-115の解析 • HπS(E08-012) 2012年 • Mainz (MAMI-C) • NKS • beam time KAOS spectrometer @ MAMI-C • Group meeting • regular meeting (週1) • TV meeting • collaboration meeting(年1) • 輪講 • HπS • MAMI-C Collaboration meeting @ JLab (2010/3)

15. 写真

16. 写真

17. おわり

18. backup

19. 素過程

20. E05-115 Physics motivation 2009年8-11月 at JLab標的 : 7Li、9Be、10B、12C、52Cr 中重Λハイパー核の精密測定 52Cr(e,e’K+)52ΛV • s-、p-、d-軌道の束縛エネルギーや断面積 • Λの一粒子エネルギーの質量依存性 • l・s splitting　∝ 2l+1 軽いΛハイパー核の精密測定 7Li(e,e’K+)7ΛHe ,10B(e,e’K+)10ΛBe • 中性子過剰ハイパー核 • 荷電対称性の破れ • ΛN-ΣN カップリング 第三世代実験E05-115 (2009年) 第二世代実験E01-011 (2005年) 第一世代実験E89-009 (2000年)

21. コインシデンスタイムTcoin Λ生成+ アクシデンタル K+同定後 コインシデンスタイム アクシデンタル ビームの2 [ns]のバンチ構造が見られる

22. CH2標的、52Cr標的のMissing Mass Λ 半値幅~4 [MeV] Λ(Σ0)生成 + accidental CH2標的 Σ0 スペクトロメータが機能している！ コインシデンスタイム 52Cr標的 Quasi-freeイベントの数 36[/hour] 見積もり161 [/hour] • 検出器のefficiency • 解析efficiency

23. トリガー i:グループ番号 ×:AND ＋:OR • HKS側 • TOFカウンターのみのトリガー (CP)i=(KTOF1X)i×(KTOF1Y)×(KTOF2X)i • WCとACのvetoで作るトリガー (K)i=(WC)i×(AC)i • (CP)iと(K)iのコインシデンストリガー (HKS)i=(CP)i×(K)i • HKSトリガー HKStrigger=Σ(HKS)i • (WC)i=(WC1)i×(WC2)i • (AC)i=2/3{(AC1)i×(AC2)i×(AC3)i} • (AC1)i=(AC1)iTOP+(AC1)iBOT • (AC2)i=(AC2)iTOP+(AC2)iBOT • (AC3)i=(AC3)iTOP+(AC3)iBOT • 上下のORの2/3 • HES側 • HEStrigger=(EHODO1)×(EHODO2) • コインシデンストリガー • COINtrigger=(HKStrigger)×(HEStrigger)

24. Energy Scale Calibration –L, S0peak- elementary reaction using proton target : Water Cell target Havar foil (25mm x 2) -> background source higher rate than CH2 data Water Flow 5cm CH2 target Water Flow H2O target missing mass (preliminary) CH2 target missing mass (preliminary) L L Width of L ~4MeV (FWHM) S0 # of incident almost same 12C QF S0 Mx-ML [MeV/c2] Mx-ML [MeV/c2] Acc. Background Bad S/N ratio, poor statistics → Due to multiplicity analysis problem JPS 2010 Spring Meeting

25. HKS側粒子検出器とK+のPID 水チェレンコフ検出器 : p除去 n=1.33 トリガー段階の除去率95.65 ± 0.02 [%] HKS側のバックグラウンド e+ , π+ , p エアロジェルチェレンコフ検出器 : π+除去 n=1.055 トリガー段階の除去率99.79 ± 0.02 [%] e+除去 アクセプタンスから外す