JLab における 中重 ラムダハイパー核分光研究

33
JLab にににに にににににににににににににに ににににににににに にに にに

description

JLab における 中重 ラムダハイパー核分光研究. 東北大学理学研究科 後神 利志. Contents. Introduction Experimental setup Analyses Missing mass Summary. Contents. Introduction Experimental setup Analyses Missing mass Summary. ( e,e’K + ) reaction. e. e. u. u. γ *. K +. –. u. s. p. d. s. u. Λ. d. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of JLab における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Page 1: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

JLab における中重ラムダハイパー核分光研究東北大学理学研究科 後神 利志

Page 2: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Contents

• Introduction• Experimental setup• Analyses• Missing mass• Summary

Page 3: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Contents

• Introduction• Experimental setup• Analyses• Missing mass• Summary e e

uud

ussud

–p K+

Λ

γ*

(e,e’K+) reaction

Page 4: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Spectroscopic experiment by the (e,e’K+) reaction

pn

γ*

ΛK+

e-

e + p ➝ e’ + K+ + Λ

target nucleus

~ 1990’s The (K-,π-) , (π+,K+) reactions• Energy resolution ~ a few MeV• n Λ

e’-Spectrometer

K+-Spectrometer

pe’

pK+

Coincidence Missing Mass MHY

2000~The (e,e’K+) reaction• Energy resolution ~0.5 MeV• p Λ

Page 5: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Experimental motivation• JLab E05-115 (2009, Hall-C)– Elementary processes (Λ,Σ0)– 7

ΛHe[1], 9ΛLi, 10

ΛBe• ΛN charge symmetry breaking• ΛN-ΣN coupling

– 12ΛB[2][3][4]

• Consistency check with the past experiments• Check analysis progress

– 52ΛV• Single particle energy • For measurements with heavier targets

[1] S.N.Nakamura et al., PRL 110, 012502 (2013)[2] T.Miyoshi et al., PRL 90, 232502 (2003)[3] L.Yuan, PRC 73, 044607 (2006)[4] M.Iodice, PRL 99, 052501 (2007)

Page 6: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Contents

• Introduction• Experimental setup• Analyses• Missing mass• Summary

HES

Page 7: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Experimental setup

10 msr

10 msr

Page 8: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Contents

• Introduction• Experimental setup• Analyses• Missing mass• Summary

Page 9: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Analysis

Page 10: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Analysis

x, x’, y, y’x, x’, y, y’

p, x’, y’p, x’, y’

@ Reference plane @ Reference plane

@ Target

Missing Mass

Page 11: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Energy scale calibration

x, x’, y, y’ @ RP

e, K+

p, x’, y’@ Target

Inverse transfer matrix

Polyethylene target (0.45 g/cm2)

FWHM ~ 1.8 MeV

Page 12: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Background events in the HKS

z [cm]

y [cm]

x [cm] KDC1

KDC2

KDC1

KDC2

9Be , 38.4 [μA]REAL DATA SIMULATION

e+

• 52Cr target– Luminosity ( 1/10 )– Worse S/N – Tracking is not easy

Page 13: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Tracking efficiency and residual

σ ~ 160 μm

Plane efficiency Tracking residual

σ ~ 350 μm

Page 14: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Contents

• Introduction• Experimental setup• Analyses• Missing mass• Summary

Page 15: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

10ΛBe, 12

ΛB histograms

NsΛ~190

12C(e,e’K+)12ΛB10B(e,e’K+)10

ΛBe

FWHM~0.9 MeVFWHM~0.9 MeV

Accidental BackgroundAccidental Background

Quasi-free ΛQuasi-free Λ

NsΛ~530

Preliminary Preliminary

Page 16: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

52Cr(e,e’K+)52ΛV

Preliminary

Accidental Background

Quasi-free Λ

Nbind~870

Page 17: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Summary and outlook

• JLab E05-115 (2009)– Λ, Σ0, 7

ΛHe, 9ΛLi, 10

ΛBe, 12ΛB, 52

ΛV– Analyses are in progress• Matrix tuning• Blind analysis• Efficiencies

Page 18: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

E05-115 collaboraton

Page 19: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Backup

Page 20: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Hit wire selection

REAL DATA

Black : hit wires Blue : selected wiresRed : track

52Cr Target

REAL DATACH2 Target

Compared to the conventional codeNumber of K+ +130%Analysis time – 30%

CUT

CUT

Page 21: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

軽い核のミッシングマス

数、分解能

JLab E05-115, Carbon (112mg/cm2)

10LBe

Page 22: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Energy scale calibrationAngle, position @ FP

e, K+

Angle, momentum @ Target

6th order transfer matrix

conversion

Mx – MΛ < 100 keV/c2

Page 23: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

トラッキング困難REAL DATA REAL DATA

Black : hit wires Blue : selected wiresRed : track

CH2 Target H2O Target

Page 24: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

52LV

Page 25: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Singles rate summaryUp to ~30 [MHz]

Up to ~15 [MHz]HES

HKS

HKS trigger ~ 10[kHz]

HES trigger ~ a few[MHz]

COIN 2.0 [kHz]

HKS-HES Collaboration Meeting, T.Gogami 25

Page 26: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

B.G. mix rate (real data)

ab

B.G mix rate =

* hks ntulpeHKS-HES Collaboration Meeting, T.Gogami 26

Page 27: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

e+ simulation

SIMULATION

• To see 1. Number of event2. Angle & momentum

of e+ generated in target

HKS-HES Collaboration Meeting, T.Gogami 27

Page 28: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Spectroscopic experiment by the (e,e’K+) reaction

pn

γ*

ΛK+

e-

e + p ➝ e’ + K+ + Λe e

target nucleus

Feynman diagram

uud

ussud

–p K+

Λ

γ*

~ 1990’s The (K-,π-) , (π+,K+) reactions• Energy resolution ~ a few MeV• n Λ

e’-Spectrometer

K+-Spectrometer

pe’

pK+

Coincidence Missing Mass HHY

28

2000~The (e,e’K+) reaction• Energy resolution ~0.5 MeV• p Λ

2012/9/14 JPS meeting in Kyoto , Toshi Gogami

Page 29: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Background events in the HKS

z [cm]

y [cm]

x [cm] KDC1

KDC2

KDC1

KDC2

9Be , 38.4 [μA]REAL DATA SIMULATION

~2.24

~4.94

e+

• 52Cr target– Luminosity ( 1/10 )– Worse S/N – Tracking is not easy

Page 30: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

10ΛBe, 12

ΛB histograms

NsΛ~190

12C(e,e’K+)12ΛB10B(e,e’K+)10

ΛBe

FWHM~0.9 MeVFWHM~0.9 MeV

Accidental BackgroundAccidental Background

Quasi-free ΛQuasi-free Λ

NsΛ~530

Preliminary Preliminary

Page 31: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Experimental motivation• JLab E05-115 (2009, Hall-C)– Elementary processes (Λ,Σ0)– 7

ΛHe[1], 9ΛLi, 10

ΛBe• ΛN charge symmetry breaking• ΛN-ΣN coupling

– 12ΛB• Consistency check with the past experiments• Check analysis progress

– 52ΛV• Single particle energy (systematic な study)• ls splitting, core-configuration mixing• 将来重く行くため避けられない道

[1] S.N.Nakamura et al., PRL 110, 012502 (2013)

Page 32: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

Detectors & TriggerK+

p, π+e-

Drift chambers

TOF walls (Plastic scintillators)

Cherenkov detectors • Aerogel (n=1.05)• Water (n=1.33)

HESHKS

HKS trigger(TOF1x2x3) x Chrenkov

~10 kHz

HES trigger(TOF1x2)

~2000 kHz

Coincidence triggerHES x HKS

< 2 kHz2012/10/6 Core2Core in Barcelona, Toshi Gogami 32

Page 33: JLab  における 中重 ラムダハイパー核分光研究

52Cr(e,e’K+)52ΛV

Mixed event analysis をやるs

pd

f

数 Preliminary