クォーク核物理

GeV γ 線による核内ハドロンの研究

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原子核の内部は、物質密度に換算すると 1 cm3 あたり約 1 億トンという 超高密度の世界です。このような超高密度の世界では、粒子の性質が変化し、質量 が小さくなるなどの現象が起こると考えられています。 このことは、原子核内部で起こる事象を観測できれば、質量の起源が何であるか という根源的な問いに迫ることができるということを意味しています。 GeV γ線は、原子核の内部に侵入することができるので、これを用いれば、 原子核中にハドロンを生成し、その崩壊を詳しく調べることができます。

ハドロンの崩壊モードは多種多様ですが、たとえば電荷を持たない 中間子のいくつかは、2つのγ線に崩壊します。中性パイ中間子はその ほとんどすべてが2つのγ線に崩壊し、またエータ中間子も2つの γ線に崩壊するモードをもっています。 多重ガンマ線検出器群 FOREST は 大型γ線検出器であり、同時に複数のγ線をとらえることができます。 その事象を解析することによって中性中間子を測定しています。

写真 (SCISSORS III の建設) の説明
パイ中間子やエータ中間子が崩壊して発生する 高エネルギーガンマ線をより大きい立体角でとらえるため 大立体角ガンマ線検出器群 FOREST を建設中です。 現在 FOREST のうちヨウ化セシウム (CsI) 結晶 192 本からなる 前方検出器群 SCISSORS III、 鉛シンチレーティングファイバー 252 本からなり極角 30°〜100°を 覆う LEPS Backward Gamma が完成しました。 写真は SCISSORS III の前面となっています。


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