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）　

「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

N+d elastic scattering at 250MeV

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 cm = 110 -- 180 deg.

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

N+d scattering at 250MeV shows different N+d scattering at 250MeV shows different results from that at below 135MeVresults from that at below 135MeV

K. Sekiguchi et al. 　 Phys. Rev. C 65, 034003 (2002)

Calculations with –excitation 3NF

The effects of the -excitation by any mesons (calc. by Lisbon-Hannover Gr.) -excitations are explicitly in

cluded by the coupled channel method

and 3ring type 3NF(illinois model) are included effectively. No large superiority to the 2

–exchange type 3NF.

What we are missing?What we are missing?

タイプ等タイプ等

Relativistic effects

２５０ MeV 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.

Non-Rel.

Rel. NN potential

Lorentz boosted potential

Approx. １ Approx. ２

他のタイプの 3NF が必要であることを示している？

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。

このエネルギーでのさらなる研究が期待されている。

タタタタ

Illinois 型3-ring

pd 分解反応測定

Nd 分解反応が何故良いか

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

弾性散乱 pq平面での積分

分解反応 S-curve 上での　　任意の点を選べる

E1

E2

tot

breakupela

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

FSI configuration

今回の Configuration: (p1= n = 40 deg , 1n = 0 deg) d= 40 deg （ cm= 98.5 deg ）の弾性散乱に似た運動学　 q ～ 700M

eV/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。

p1= n 　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

12 = 1 2

FSI configuration (1= 2 , 12 =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。

FSI configuration (1= 2 , 12 =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

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。

p

p

n

実験方法

Configuration: (p1= n = 40 deg , 1n = 0 deg) (p1= 40 deg, p2 ～ 67 deg , 12 = 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）

polarized proton beamEp = 250 MeVB.I. = 50 nA

polarization ~ 70 %

LAS = 40degEp1 = 50 ~ 115 MeV

GR ~ 67 degEp2 = 116 ~ 120 MeV

CD2 targetLiq D2 target

S-curve

S=0[MeV]

QFS

QFSFSI

液体重陽子標的＆標的厚モニター標的厚さ　 20 ｍｇ / ｃｍ 2 程度　アラミド膜の厚さ 12m

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%

絶対値較正用重陽子化ポリエチレン（ CD2) 44 ｍｇ / ｃｍ 2 　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)

微分散乱断面積 Ep1 = 5 MeV-bin

S = 7 MeV-bin) 統計誤差 < 1%

青線：アクセプタンス中心

　　 (p1= n = 40 deg , 1n = 0 deg)

　　赤線：角度アクセプタンスを考慮

pd breakup at 250MeVCalc. by Prof. Kamada (KIT)

w/o 3NF

With 3NF

Around FSI Good

Around CS Min.

Good

Preliminary

Preliminary

実験結果 (2)

ベクトル偏極分解能 Ep1 = 5 MeV-bin

S = 7 MeV-bin) 統計誤差　 Ay < 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。）

pd breakup at 250MeV

Prelimina

ryPreli

minary

w/o 3NF

With 3NF

Around FSI Good

Around CS Min.

Better

実験結果 (3)

Lisbon-Hannover Gr. の計算 -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

Preliminary

Preliminary

実験結果 (4)

Lisbon-Hannover Gr. の計算 -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 -3NF では三

体力の効き方が逆。

pd breakup at 250MeV

Prelimina

ryPreli

minary

相対論的効果（１）

Preliminary

Preliminary

Witala 氏の計算 タタタタタタタタタタタタオレンジ色） 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）

Preliminary

Preliminary

Witala 氏の計算 タタタタタタタタタタタタオレンジ色） 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。 p1= n = 40 deg , 1n = 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。 タタタタタタタタタタタタタタ Ay < 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