原子核の実験

原子核
原子核の特質KEK-PSと原子核の実験
E373実験
J-PARCで素粒子原子核研究所
家入正治
1

原子核
大きさ
重さ

原子

原子核

核子

構成要素
力

10-10 m球場>>

10-14 m
一円玉>

10-15 m
米2

原子核
大きさ
重さ

原子

原子核

陽子

Fe: 9.3x10-26 kg

Fe: 9.3x10-26 kg

1.67x10-27 kg

構成要素
力

7.9 kg/l (地球: 5.5 kg/l) <<3x1014 kg/l

3

原子核
大きさ
重さ
構成要素

u quarkd quarkn (中性子)p (陽子)

力

4

原子核
大きさ
重さ
構成要素

u quarkd quarkn (中性子)p (陽子)

力

0.17核子/fm34

原子核
大きさ
重さ
構成要素
力

核力

⇦

強い相互作用 (QCD)

力の作用範囲が短い“固い芯”

V(r)[MeV]

スピン依存性150

スピン-軌道力

100

テンソル力

50・・・

01S

120r [fm]-50

電磁相互作用-100

弱い相互作用5

“固い芯”について
R. Jastrow
PR81(1951)165

nppp

short range repulsion
with a heavier particle
saturation will result

6

原子核の特質 (1)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体B(Z,A) = ZMp+(A-Z)Mn-M(A,Z)

殻模型
魔法数
集団運動
変形核・・・

7

原子核の特質 (1)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体B(Z,A) = ZMp+(A-Z)Mn-M(A,Z)

殻模型
魔法数
集団運動
変形核・・・

˜ 8 MeV/c2 (A>20)

‥‥飽和性

7

原子核の特質 (1)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体B(Z,A) = ZMp+(A-Z)Mn-M(A,Z)

殻模型
魔法数

体積項

集団運動

表面項

変形核クーロン項
・・・
非対称項
対結合エネルギー項

˜ 8 MeV/c2 (A>20)

‥‥飽和性

7

原子核の特質 (1)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体B(Z,A) = ZMp+(A-Z)Mn-M(A,Z)

殻模型
魔法数

体積項

集団運動

表面項

変形核
クーロン項
・・・
非対称項
対結合エネルギー項

液滴模型
˜ 8 MeV/c2 (A>20)

‥‥飽和性

7

原子核の特質 (2)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体
殻模型
魔法数
集団運動

魔法数

ZまたはNが魔法数と呼ばれる値をとると
き、結合エネルギーが特に大きく安定

変形核
・・・

原子核の形状を有する中心力＋強いスピン軌道結合引力8原子核の特質 (2)結合エネルギー
液滴模型
フェルミ気体V(r) = Vcentral+Vls(r) l•s殻模型
魔法数
集団運動
変形核・・・

・１体平均ポテンシャル（独立粒子として振舞う）
・強いLS力

8

核図表

超重元素
中性子過剰核
不安定核
変形核・・

理研ホームページより

9

原子核を対象として
日本物理学会実験核物理

A:対称性・基礎物理
B:不安定核
C:ハイパー核・ストレンジネス
D:中間子生成・ハドロン構造
E:高スピン・核構造
F:核モーメント
G:高エネルギー重イオン反応
H:軽イオン核反応
I:宇宙核物理
J:核融合・核分裂・超重核
K:エキゾチックアトム
L:応用・学際
M:加速器
N:イオン源・ターゲット
O:粒子・光検出器
P:データ収集・計算機ソフト
Q:複合測定器系
R:その他

講演申込キーワード
理論核物理（１）核力・少数系（２）中性子過剰核（３）陽子過剰核（４）高スピン状態・核構造（５）ハイパー核・ストレンジネス（６）核反応・重イオン反応（７）核分裂・核融合・超重核（８）天体核物理（９）弱い相互作用・ニュートリノ反応（１０）ハドロン構造・相互作用（１１）エキゾチックハドロン（１２）原子核‐メソン系（π原子、K原子核など）（１３）核物質・クォーク物質（１４）高エネルギー重イオン衝突（１５）高エネルギーハドロン反応（１６）その他

KEK-PSで実施されている研究に関わるもの
10原子核
核力⇒バリオン間力
ハイパー核
ハイペロンを含む原子核
核子をハイペロンで置換
π++n→K++Λ
K-+n→π-+Λ
π++p→K++Σ+π-+p→ K+ +ΣK-+p→K+ + Ξ-

バリオン多体系n (中性子)Σ-u quarkd quarks quarkp (陽子)

Λ,Σ0Σ+

ハイペロンで探る
どの状態も取りうる（核子にはパウリ排他律）
核子により作られるポテンシャルのみを感じる
ハイペロン：s-quarkを含むバリオン。数百psで崩壊。

Ξ-Ξ+SU(3)f ８重項11核力（バリオン間力）
V(r)
[MeV]

1S015010050102r [fm]-50-100

OBE

HC, ωρ,σ, •••π• Paris• Nijmegen• Bonn-Julich
QCM(λ• λ)(σ•σ)
PauliEff.Meson Exch. pot.

OBE
中間子の交換による•r>2fm :π•1<r<2fm :σ, ρ•r<1fm :ω
“芯”は現象にあうように作成
ωの到達距離0.25fm⇔核子の内部構造？
QCM
バリオン←３個の価クォーク２個のバリオン系：反対称化
H = K + VCONF + VOGE⇒“芯”
遠距離の中間子交換
短距離斥力を生じるクォーク模型
互いのスピン軌道力の特徴的違い• Tokyo• Kyoto• Tubingen••• Flavor SU(3)12KEKの陽子加速器

KEK-PS(1971˜1977˜2006)

J-PARC(2001˜2008˜

KEK-PSにおける共同利用の終了を記念したシンポジウム
国際会議場エポカル2006年5月19日)

13KEK-PS

ProtonAccelerator
Complex
14

KEK-PS
Neutrino Front Detector

Neutrino Beam Line

North Counter Hall

Neutron Science Bldg.

East Counter Hall

PS MR

ProtonAcceleratorComplex

Muon Science Bldg.

PS Booster

PS Linac14

KEK-PS : Proton Accelerator Complex

15

KEK-PS : Proton Accelerator Complex

1. Ion Source & 750kV Cockcroft Walton

2. 40MeV Linac[29m length, 125 drift tubes with 201MHz]

neutronmuon
medical
3. 500MeV Booster[37m circumference, 8 dipoles]

kaonpion
neutrino
primary p
anti-proton
etc...
4. 12GeV Main Ring
[340m circumference, 48D & 56Q & 16Sx]

1612GeV KEK-PS : 軌跡
1971年 4月
建設開始
1974年 12月
ブースター500MeV 加速開始
1976年 12月
主リング12GeV 加速成功
1977年 5月
共同利用実験開始(主リング)
1978年 7月
主リングビーム強度記録 21012 ppp 達成
1980年 6月
共同利用実験開始(ブースター利用施設)
1982年 6月
ブースター医学利用ビーム供給開始
1984年 ─トリスタン建設工事のため１年間運転停止─
1985年 6月
ブースターH-入射開始
11月
線形加速器40MeV に増強
1987年 5月
共同利用実験開始(偏極陽子ビーム)
1992年 4月
共同利用実験開始(11.2GeV 重陽子ビーム)
1994年 4月
共同利用実験開始(23GeV αビーム)
1998年 6月
主リングユーザー供給記録 4.8
1012 ppp

1976

1998年 ─長基線ニュートリノ振動実験準備のため、半年間運転停止─
1999年 3月
長基線ニュートリノ振動実験(K2K)開始
2000年 3月
主リングビーム強度記録更新 8.01012 ppp
7月
ブースター医学利用終了
2003年 7月
主リング誘導加速シンクロトロン実証試験開始
8月
ブースター無同調RF加速空洞導入
2004年 2月
ブースタービーム強度記録更新 3.01012 ppp
2005年 12月
主リング共同利用終了
2006年 3月
主リング誘導加速シンクロトロンで6GeV 加速成功
ブースター共同利用終了

2005

17

12GeV KEK-PS : 実験施設
Neutrino beam line

@2002

Slow:2-4 x 1012 ppp!

4 sec repetition with 1-2 sec. beam

Fast:6 x 1012 ppp!

2.1 sec repetition with 1 micro-sec. beam!

(for K2K exp.)

North
CounterHall

East
Counter Hall

12GeV PS18

12GeV KEK-PS : ビームライン
May 1977- Dec 2006

• Beam lines
18• Physics Experiments 123• Test Experiments
338

19

12GeV KEK-PS : 二次ビーム

・ π+ 中間子 : 2 x 106 ppp
・ K- 中間子 : 1 x 104 ppp@一次陽子 1 x 1012 ppp
・一次陽子ビーム発生した二次粒子の中から数が少ない
K - 中間子をビームとして利用するには・・・？
20

KEKの陽子加速器による研究 (ブースター)

21

KEKの陽子加速器による研究 (主リング)

22

KEK-PSでの原子核研究の成果

散乱1) Ξ-と陽子の散乱 (E224/E522)
2) ダブルハイパー核の発見 (E373) ‥詳細に分光

3) ハイパー核の励起準位 (E369)
4) γ線ハイパー核分光 (E419)

23

KEK-PSでの原子核研究の成果 (１)Ξ-と陽子の散乱 [Study of Ξ-N Interactions (E224/E522)]
Plastic Scintillating Fiber&Active Block Target
300µm

Core

10 cm

30 cm

Cladding288µm

about 330 fibers

Beam
10 cm

10 cm

10 cm

10 cm

(300sheets)(300 sheets)

20 cm
10 cm

10 cm

24KEK-PSでの原子核研究の成果 (１)-と陽子の散乱et al. / Physics Letters BΞ
633(2006) 214–218 [Study of Ξ-N Interactions (E224/E522)]
215
J.K. Ahn et al. / Physics Letters B 633 (2006) 214–218
Plastic Scintillating Fiber&Active Block Target

SCIFI target medium was taken into account. The
involves reproducing the response of the SCIFI deugh digitizing hits according to the individual fiber
sheet configurations. The simulated Ξ − p scattering
re scanned manually by eye in the same way as thef real data. The scanning efficiency was studied as aBeam
f track length and opening angle.
ance was estimated by using a large number of theevents in terms of the Ξ − momentum and c.m. scatle. Proper cutoffs were imposed on the track length
ng angle according to the scanning results of theevents. The track length for all the charged partiequired to be longer than 3 mm and the Λ flightger than 5 mm. The opening angle (θΞp ) betweened Ξ − and the recoil proton should be larger than0.96.
culated the upper limit of the cross section for Ξ − p24
ttering based on the observation of one Ξ − p elas2. The upper limits on the Ξp cross sections at 90% confidence level, are− p → ΛΛ (right) scattering processes. For Ξ − p → Ξ − p scatteringFig.
the scattered Ξ − momentum
ing event with an invisible Λ decay. If only inciindicated−#by #arrows, and are compared with the theoretical estimates of RGM-F,− p elastic scattering from a free protonand Ξ p elastic scattering
annot discriminate
between Ξaretaken into accountrescatteredΞ − particles
RGM-H, FSS, Nijmegen-D, and SU6 quark models. In the bottom panel a data
−300µm

Core

10 cm

30 cm

Cladding

288µm

about 330 fibers

10 cm

10 cm

10 cm

10 cm

(300sheets)(300 sheets)

20 cm

10 cm

10 cm

#$%&'()*+,*-,',.'/"01'
KEK-PSでの原子核研究の成果 (２)344$##,*- 5/36#)*+,7$($4(*%,8)(1,/)4%*9/$($%,'443%'4:89:9;9!!
!%<%5'
ダブルハイパー核の発見（同定）#%#[Double Strange Nuclei by Emulsion-Scintillating fiber hybrid method (E373)]!!$%#./0,1%2-3(%45061%07=5>?0%!>5'%4(4%'*'>/5@@)"!"$#%&'##!!!!!!!!!!
!"##$#(!"##$#'*)!
!!"!"# # #########!"!"#$##(#$#;<='>'1'#1),$(,'6<?
,@<,A<,.<,BC?,DEDFGDHDGGEI)*+,(-*

Scintillating-fiber
Emulsion Stack
Bundle TrackerG!8!**!!">+*(0($-5./%-(F123SCIFI Blo c k
4%-$5
1.66GeV/cKDiamond(12C) TargetK+)!!*+*,-.(/%-$0***1236%-$$4%-$57)!!*+*$-%$/%-.%***123
6%-$$
SCIFI Blo c k−89::;'2<*)Ξ
"6*+*%-$=*123>Z− .
!π8−?>*@*...=-,*123A
πBAΛΛ

Z'
80%C
*D-E->

A'ΛΛ#!
(!!#!!"$%&!!"!"$%

$%
25'!

KEK-PSでの原子核研究の成果 (３)ハイパー核の励起準位
89+ +[Structure ofYvia
the(π, K ) Reaction (E369)]Λ

B = 3T
100 msr
dp/p = 10-3@1GeV/c

核の深部においても独立粒子模型成立
殻模型の確証26

KEK-PSでの原子核研究の成果 (３)ハイパー核の励起準位
89+ +[Structure ofYvia
the(π, K ) Reaction (E369)]
ΛV0V0〜28MeVEΛ

（核子の2/3)
B = 3T100 msr
dp/p = 10-3@1GeV/c

BΛ
BΛ= V0-EΛ
= V0-π2h2/2MR2= V0-C·A-2/3
核の深部においても独立粒子模型成立
殻模型の確証26

KEK-PSでの原子核研究の成果 (４)γ線ハイパー核分光 [Measurement of B(E2) in 7ΛLi (E419)]

27

KEK-PSでの原子核研究の成果 (４)γ線ハイパー核分光 [Measurement of B(E2) in 7ΛLi (E419)]

27

KEK-PSでの原子核研究の成果 (４)γ線ハイパー核分光 [Measurement of B(E2) in 7ΛLi (E419)]

エネルギー分解能•磁気スペクトロメータ ~1MeV•Ge検出器~数keV

27

KEK-PSでの原子核研究の成果 (４)γ線ハイパー核分光 [Measurement of B(E2) in 7ΛLi (E419)]

エネルギー分解能•磁気スペクトロメータ ~1MeV•Ge検出器~数keV

27

KEK-PS E373 : 長良イベント

ストレンジネス-2を有する原子核の探索
原子核乾板
申請から解析まで意義

28

"! !"#$%&'()*"$+,-.(/,0+%$1(&.2(0'%&0*%!

!

原子核乾板!"#$%&'()*+,&-./&!"#$0&'1234+,

臭化銀 (AgBr) : 黄色味をおびた白色の固体。光にあたる)454と徐々に分解し、銀を遊離して黒色になる。
写真乾板の黒化度から放射線強度の測定をＸ線で利用されていた。α 線が見分けられることを1910年木下季吉が発見。 1940年パウエル(英)が感度を上げる。
パウエル：1947年π中間子の発見（1950年ノーベル賞）!"#$%!"!&'"())**+)))!"#,%!"!#-"())**+))!".&,%!"!./"(

粒径飛跡の測定精度~0.2µm
~0.5µm29!"#$0&'()*+,&-./&!"#$5&'1234+,

実験申請~採択
実験申請
申請書(1995年6月）

0. 実験の要旨
1. 実験組織
2. 実験計画書（実験の目的及び意義、国内外における他の実験との関連、実験の方法及び実験計画のレイアウト等、実験のマシンタイム算出の根拠）
3. 実験実施計画
4. 実験経費の所要内訳及び旅費
5. 加速器・ビームチャンネルについての条件
6. 実験用機器の使用計画及び共通的施設の利用希望等

フィージビリティーの検討
KEK支援グループによる陽子加速器共同利用実験審査委員会 (1995年7月）
1. 実験責任者による説明・質疑応答
2. 審議

30

実験概要
準備
ビーム調整
データ収集
解析

1995.7˜1997.4
1997.5˜1998.1
1998.2˜2000.7

手法
1. ‘p’(K-, K+)Ξ-反応 pK-=1.66GeV/c
2. Ξ-粒子を乾板中の原子核に静止吸収
3. Ξ-‘p’→ΛΛ+28MeV の反応点から放出される破砕片の中にダブルハイパー核の崩壊を検出、質量の測定
K- ビーム
生成標的からは100倍以上の強度のπ中間子が二次ビームラインの同じ間口にやってくる。そのままでは、
原子核乾板は真っ黒に．．．
31

二次ビームラインと静電セパレータ
K2ビームライン

K032

静電セパレータ
F=e(E+vxB)
真空容器
平行電極(-)側軽い粒子( -)
選択粒子(K-)
電場

磁場重い粒子(p-bar)

平行電極(+)側

33

静電セパレータ
F=e(E+vxB)
真空容器

E = 600 KV / 10 cm

平行電極(-)側

l = 6 m

軽い粒子( -)
-選択粒子(K )電場

磁場p = 1.66 GeV/c

重い粒子(p-bar)

平行電極(+)側

33

実験
セットアップ

入射粒子／反応粒子の検出装置
通過時刻(wire chamber)
通過位置(aerogel cherenkov)
種類識別(plastic scintillator)
運動量分析 (spectrometer magnet)
装置や機器の設置精度

34

実験
標的周り
ダイヤモンド標的
生成~A0.38
Ξ-の吸収を減らす
Ξ-の減速
原子核乾板
シンチレーティング
ファイバー (SciFi)
精度よく乾板に飛跡をつなぐ
崩壊粒子の4π検出器

35

実験
標的周り
ダイヤモンド標的
生成~A0.38
Ξ-の吸収を減らす
Ξ-の減速
原子核乾板
2.6. SCINTILLATING-FIBER DETECTORS
シンチレーティング
ファイバー (SciFi)
精度よく乾板に飛跡を (Image IIT
Intensifier Tube)
つなぐ
崩壊粒子の4π検出器
Top View

27

1,200 mm

Front Viewuvz(beam)35
Figure 2.17: Schematic view of the U-Block.

実験
標的周り
ダイヤモンド標的
生成~A0.38
Ξ-の吸収を減らす
Ξ-の減速
原子核乾板
2.6. SCINTILLATING-FIBER DETECTORS
シンチレーティング
ファイバー (SciFi)
精度よく乾板に飛跡を (Image IIT
Intensifier Tube)
つなぐ
崩壊粒子の4π検出器
Top View

27

1,200 mm

Front Viewuvz(beam)

35
Figure 2.17: Schematic view of the U-Block.

実験
標的周り

2.6. SCINTILLATING-FIBER DETECTORS

ダイヤモンド標的
生成~A0.38
Ξ-の吸収を減らす
Ξ-の減速

25

0.7 mmor 1.0 mm

原子核乾板
Emulsion Mover
2.6. SCINTILLATING-FIBER DETECTORS
シンチレーティング
ファイバー (SciFi)
sheets (u,v,u’,v’)
精度よく乾板に飛跡を (Image IIT
Intensifier Tube)
つなぐ
崩壊粒子の4π検出器
Top View

27beam
IIT

1,200 mm

200mm

Front Viewuvz(beam)front viewside view

Figure 2.16: Layout of the SciFi-Bindle detector. The upside photograph showsthe end view of a 1-mm square fiber bundle. The diameter of one fiber is 45 µm.
Figure 2.17: Schematic view of the U-Block.

35

データ解析
3.1. SELECTION OF (K − , K + ) REACTION1) (K-, K+) 反応選択43

反応後の粒子の質量分布

200022) SciFi 画像解析
補正・再構築Ξ-飛跡(events/12MeV/c )2(events/12MeV/c )x 10 2
2500

16000
2

" = 31 MeV/c14000
12000

1500p

10000
8000
6000
4000

1000

00.35

0.4

0.45

0.50.55

0.60.652(GeV/c )

500!+
0K+

0.2

ウラン、トリウム系列のα崩壊

0.4

0.6

0.8

3.2.1 RECONSTRUCTION
OF SCIFI IMAGE
1.2
2

secondary mass

(GeV/c )22(events/7MeV/c )p(K-,K+)X X質量分布(events/7MeV/c )3) 原子核乾板データ
自動スキャン
飛程-エネルギー

2000

6000
Figure 3.3: Mass spectrum of the scattered particles. The arrows indicate thewindow for K + meson selection.
5000(events/20MeV/c)

8000

1200
1000

3000

7000
6000

800
600

2000

400

5000

1000

4000
3000

02000

200
1

1.2

1.4

1.6

02(GeV/c )1000
0! = 27 Me

1400

4000

90001600(a) missing mass
00.5

1

1.5

2(GeV/c)

11.2

1.4

(b) missing mass (C36

Figure 3.6: Missing-mass spectrum of the p(K − , K + )X reaction (a(K − , K + ) reaction events, and (b) for events the reaction occurred i
Figure 3.4: Momentum spectrum of the outgoing K + mesons. The arrows indiBlock.
cate the selection window.

48

CHAPTER 3. DATA ANALYSIS

データ解析

3.3. PERFORMANCE OF THE SCIFI DETECTORS

1) (K-, K+) 反応選択

47

(a)

(pixel)(a) 5004002) SciFi 画像解析
補正・再構築Ξ-飛跡

300

U-Block Left

U-Block Right

D-Block Left

D-Block Right

200100ウラン、トリウム系列のα崩壊

00100

200

300

400500(b)u-zplane
600700800900(pixel)

(b)
(mm)

3) 原子核乾板データ
自動スキャン
飛程-エネルギー

4030-beam

20

#!

"+10K

0-10v-z plane-20

U-Block target SciFi-Bundle Emulsion D-Block-30-40+-60-40

-20

02040

beam

K60(mm)-Figure 3.7: The grid image viewed by the IIT of the U-Block (a) before and (b)after the correction.

!

#"-36Figure 3.8: Example of image reconstruction. (a) Images before reconstruction(after calibration) and (b) those after reconstruction. A Ξ− hyperon decaying
in the D-Block can be clearly seen. The incident K − meson was not observed

データ解析

Take pictures at different z(focusing) position.
(z+: pependicular to the emulsion plate )-1) (K , K ) 反応選択

2) SciFi
z 画像解析
補正・再構築Ξ-飛跡emulsion bulk
3) 原子核乾板データ
自動スキャン
shift each image by (-!x, -!y)
飛程-エネルギーdx

images!z!xウラン、トリウム系列= dz !zのα崩壊
dy !z!y = dz
dx , dy : predicted anglesdz dz!z : step size of z position!y!x

Make superimposed image
Figure 3.19: Basic idea of the automatic track-finding.
36

データ解析

Take pictures at different z(focusing) position.
(z+: pependicular to the emulsion plate )-1) (K , K ) 反応選択

2) SciFi
z 画像解析
補正・再構築Ξ-飛跡emulsion bulk
3) 原子核乾板データ
自動スキャン
shift each image by (-!x, -!y)
飛程-エネルギーdx

images!z!xウラン、トリウム系列= dz !zのα崩壊
dy !z!y = dz
dx , dy : predicted angles
dz dz!z : step size of z position!y!xMake superimposed image
Figure 3.19: Basic idea of the automatic track-finding.
36

NAGARA イベント
1) 事象の発見
2) 同定

A：生成点

B：崩壊点

37

何が分かったか？
新発見ΛΛ相互作用H粒子
中性子星

BΛΛ = 7.25±0.19 MeVΔBΛΛ = 1.01±0.20 MeV←弱い引力

H粒子：uuddss (JPC=0++,I=0,S=-2,B=2)
色磁気力で強く束縛を示唆 [by R.L.Jaffe,PRL38(77)195]

2MΛ > MH > 2MΛ-BΛΛ
MH > 2223.7 MeV/c238

陽子加速器(J-PARC)
KEK-PSの運転終了
原子核物理の次の研究の場

39

J-PARCの場所

J-PARCSK

TokaiKamioka

KEKTsukubaNarita
Tokyo

Mt. Fuji
50 km40

J-PARCの場所

J-PARCSK

Tokai

Kamioka

KEKTsukuba

NaritaTokyo

Mt. Fuji

September 15, 2005

50 km
40

J-PARCの場所

J-PARCSK

Tokai

Kamioka

KEKTsukuba

NaritaTokyo

Mt. Fuji

September 15, 2005

June
23, 2006
50 km
40

J-PARC
場所・予定
東海村 2008˜
エネルギー
50 GeV (30 GeV)
強度
3.3x1014ppp (15μA)
二次粒子100倍以上の高い強度

K [s -1 ]10 8

K + and K - yields per second

10 7This project[K1.8]10 6

BNL [D6]

10 5

KEK [K6]

10 4

10 3
1.0

K+K–

1.2

1.4

1.6

1.8
P [GeV/c]

2.041

ストレンジネス核物理42

ストレンジネス核物理(K-,K+)(K-,π±)(π+,K+)

42

２バリオン系
SU(3)f ８重項
n (中性子)Σ-p (陽子)

Λ,Σ0

Ξ-Σ+

Ξ+

43

２バリオン系
S= 0 NN (T=1)
S=-1 ΣN (T=3/2) ΣN-ΛN (T=1/2)
S=-2 ΣΣ (T=2)fΞN-ΣΛ-ΣΣ (T=1) ΞN-ΣΣ -ΛΛ (T=0)
S=-3 ΞΣ (T=3/2) ΞΣ-ΞΛ (T=1/2)
ΞΞ (T=1)
nS=-4(中性子)p (陽子)

SU(3) ８重項

27s(K-,K+)

S= 0 NN (T=0)
S=-1 ΣN-ΛN (T=1/2)
S=-2 ΞN-ΣΛ (T=1)
S=-3 ΞΣ (T=3/2)

10a10s(K-,π±)(π+,K+)

Σ-

S=-1 ΣN (T=3/2)
0Λ,Σ
S=-2 ΞN-ΣΛ-ΣΣ(T=1)
S=-3 ΞΣ-ΞΛ (T=1/2)
S=-4 ΞΞ (T=0)Σ+

8a

S=-1 ΣN-ΛN (T=1/2)
S=-2 ΞN-ΣΛ (T=1) ΞN-ΣΣ -ΛΛ (T=0)
S=-3 ΞΣ-ΞΛ (T=1/2)

8s

S=-1ΞΣN-ΛN (T=1/2)
S=-2 ΞN-ΣΛ (T=1) ΞN (T=0)
S=-3 ΞΣ-ΞΛ (T=1/2)

1a

S=-2 ΞN-ΣΣ -ΛΛ (T=0)-Ξ+43

J-PARCでの原子核研究
ʻ核力ʼからʻバリオン間力ʼへ
原子核のʻ深部ʼを探る
核図表のʻ境界ʼ領域へ

描象：OBE and/or QCM under SU(3)f
核構造のより質的な理解
新現象・新事実の探査

ハイペロン-核子散乱
ハイパー核の核分光：反応＆γ線
Ｓ＝ -２の核の束縛エネルギー44

ニュートリノビームライン

45

46

47

47

47

ニュートリノビームの作り方
1) p + 金属標的 → π+ + X
2) π+ → µ+ +νµ
生成直後のπ+の飛行方向を揃える

π+π+pp

B

X
48

第一電磁ホーン

B X
長基線ニュートリノ振動実験のための電磁ホーンシステム
電磁ホーン

パイ中間子（π＋）

電磁リフレクター

12GeV 陽子
B
B

I = 250 kA（２ミリ秒）

崩壊領域へ
π＋→μ＋νμI = 250 kA（２ミリ秒）
05 (m)49

50

お茶の時間に．．．

原子核の魔法数と原子の魔法数が違うのは？
対向電極間距離10cmに 600kVの電圧が掛かっている長さ6mの静電セパレータ中を、1.66GeV/cのπ中間子やK中間子が通過した時に、通過後のそれぞれの位置と角度の変位量は？
また、曲げ戻すための磁場の強さBρ[Tm]は？
ホーン電磁石にI [kA]流した時、中心軸からr [cm]の場所での磁界の強さ[T]は？

51

おわり52