Transcript 250MeV p(d, pp) breakup 反応のFSI近傍における微分散乱断面積

「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）
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
K. Sekiguchi et al. Phys. Rev. C 65, 034003 (2002)
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.
N+d scattering at 250MeV shows different
results from that at below 135MeV
Calculations with D–excitation 3NF
The effects of the Dexcitation by any mesons
(calc. by Lisbon-Hannover
Gr.)
 D-excitations are explicitly
included by the coupled
channel method
p-r, r-r and 3p-ring type
3NF(illinois model) are
included effectively.
 No large superiority to the
2p–exchange type 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。
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
タイプ等
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。
Non-Rel.
Rel. NN potential
Lorentz boosted potential
Approx.１
Approx.２
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. Kuroś et al., PRC66 (2002) 024003
stot
sela sbreakup
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
• 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。
q～700MeV/c
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
polarized proton beam
Ep = 250 MeV
B.I. = 50 nA
polarization ~ 70 %
CD2 target
Liq D2 target
FSI
QFS
S=0[MeV]
液体重陽子標的＆標的厚モニター
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
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%
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
w/o 3NF
Around FSI
Around CS Min.
With
Good
Good
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。）
w/o 3NF
Around FSI
Around CS Min.
With
3NF
Good
Better
実験結果(3)
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
pd breakup at 250MeV
実験結果(4)
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。
pd breakup at 250MeV
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
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
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