Shuhei Ajimura 1, George Beer 2, Hyoungchan Bhang 3, Paul Buehler 4, Luigi Busso 5,6, Michael Cargnelli 4,Junsei Chiba 7, Seonho Choi 3, Catalina Curceanu 8, Diego Faso 5,6, Hiroyuki Fujioka 9, Yuya Fujiwara 10,Tomokazu Fukuda 11, Carlo Guaraldo 8, Ryugo S Hayano 12, Toshihiko Hiraiwa 13, Albert Hirtl 4, Masami Iio 9,Mihai Iliescu 8, Takashi Ishikawa 12, Shigeru Ishimoto 14, Tomoichi Ishiwatari 4, Kenta Itahashi 9, Masaaki Iwai14, Masahiko Iwasaki*1 9,10, Bertalan Juhasz 4, Paul Kienle 4,15, Johann Marton 4, Yasuyuki Matsuda 12, YutakaMizoi 10, Ombretta Morra 5,16, Tomofumi Nagae*2 13, Hiroyuki Noumi 1, Hiroaki Ohnishi 9, Shinji Okada 8,Haruhiko Outa 9, Dorel Pietreanu 8, Atsushi Sakaguchi 17, Fuminori Sakuma 9, Masaharu Sato 9, MichikoSekimoto 14, Diana Sirghi 8, Florin Sirghi 8, Philipp Schmid 4, Shoji Suzuki 14, Takatoshi Suzuki 12, HideyukiTatsuno 12, Makoto Tokuda 10, Dai Tomono 9, Akihisa Toyoda 14, Kyo Tsukada 9, Ebarhard Widmann 4,Toshimitsu Yamazaki 9,12, Heejoong Yim 3, Johannes Zmeskal 4

1.Research Center for Nuclear Physics, Osaka University, Japan, 2.University of Victoria, Canada

3.Seoul National University, South Korea, 4.Stefan Meyer Institut fur subatomare Physik, Austria

5.NFN Sezione di Torino, Italy , 6.Universita’ di Torino, Italy, 7.Tokyo University of Science, Japan

8.Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, Italy, 9.RIKEN, Japan, 10.Tokyo Institute of Technology, Japan,11.Osaka Electro‐Communication University, Japan, 12.University of Tokyo, Japan, 13.Kyoto University, Japan,14.High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Japan, 15.Technische Universitat Munchen,Germany, 16.INAF‐IFSI, Sezione di Torino, Italy, 17.Osaka University, Japan

K‐pp 束縛状態の探索実験（J‐PARC E15)と関連する話題野海博之, 大阪大学 核物理研究センター

for E15 collaboration

「少数粒子系の物理と今後の展望」研究会 2008.12.23‐25 於 RCNP

１．はじめに２．J‐PARC E15実験

K‐pp 束縛状態の探索３．Λ(1405) 分光の可能性

ストレンジネス(フレーバー）核物理の取り組み

Q： “核力” についてSUF(3)の枠組みで理解できるか

とくに, バリオン間相互作用の短距離部分 の解明

クォーク自由度 の重要性

Q ： “核物質” についての理解はどこまで深まるか

とくに, 高密度核物質 の性質の解明

中性子星はハイペロン星?クォーク星、ストレンジクォーク物質？

Q : 核媒質中でハドロンの性質はどのように変化するのか

カイラル対称性の（部分的）回復 との関係クォークの凝縮のなぞにせまれるか

K凝縮？

カラー超伝導状態？

Q： “核力” についてSUF(3)の枠組みで理解できるか

とくに, バリオン間相互作用の短距離部分 の解明

クォーク自由度 の重要性

Hadron in Nucleus

Meson in A

π, K, ρ, η, ...

Baryon in A

φ, ω, K*,...

N, Λ, Σ, Ξ, ...N*, Λ∗, Σ∗, Ξ∗, ...Δ, ...

D, Ds, ...

Λc, Σc...

μ(ρ), Q(ρ)

m*(ρ), (U(kF))

τ(ρ), (Γ(ρ))

......

Kaon in Nuclear MediumQ: What is happen?

KN相互作用

Low E K-p scattering data suggest: 引力 （S=0)

K-p atomic X-ray shift : 斥力的シフト at 1s energy reg.

M.Iwasaki et al., PRL78 (1997) 3067

強い引力を示唆している。

“真の”１ｓ状態は深く束縛されている！？

Λ（1405）：S01がそうなのか？

Kは原子核中でさらに深く束縛するか！？

Λ(1116), 1/2+

Λ(1405), 1/2−

Λ(1520), 3/2−

Σ∗(1385), 3/2+

Σ(1192), 1/2+

⎯KN(1432)

-27 MeV

VK~mK?

rΛ(1405)?

What is Λ(1405)?

K- + p

MeV -27K =EMeV 04=Γ

1 2 3 r fm0

-50

-200

-300

-400

-500

nuclKU

MeV

Λ(1405)Σ+π

Λ+π

K- + pp

MeV-48K =EMeV61=Γ

1 2 3 r fm0

-50

-200

-300

-400

-500

nuclKU

MeV

H2KΣ+π

Λ+π

K- + 3He

MeV-108K =EMeV02=Γ

1 2 3 r fm0

-50

-200

-300

-400

-500

nuclKU

MeV

H3K

Σ+π

Λ+π

Y. Akaishi & T. Yamazaki, Phys. Rev. C65 (2002) 044005.

Deeply Bound K--Nucleus System ?

Y. Akaishi & T. Yamazaki, Phys. Lett. B535 (2002) 70.

Dote et al.

4He(K- stopped, N)

DISTO?pp→K+Λp (EXA08)

Exclusive Measurement of K-pp systemvia the (K,N) reaction on 3He

2. J-PARC E15実験

K-, 1 GeV/c n

p

p π

K-

nK-pp

pΛ pΣ pΣπ

CDS NC

15m

K1.8BR

Ohnishi, Sakuma, et al.

Suzuki, Fujiwara,Outa, Fujioka, et al.

Ishimoto, Iio, et al.

Tsukada、Hiraiwa

3. Λ(1405)分光の可能性

藤岡宏之, 佐田優太, 榎本瞬, 野海と E15実験グループ

1390－66i1426－16i

T. Hyodo:presented in SNP04

⎯ＫＮπΣ

Evidence for the Two Pole structure of Λ(1405) !?V.K. Magas, E. Oset, A. Ramos, PRL95, 052301(2005)

S. Prakhov et al.,PRC70, 034605(’04)

D. W. Thomas et al.,NPB56, 15(’73)

K-p →π0π0Σ0

K-p →π0π0Σ0

π-p →K0πΣ

LEPS EXP. for γp→K+π-Σ+ or →K+π+Σ- ：

M. Niiyama et al., PRC78, 035202(2008)

1.5<Eγ<2.0 GeV/c 2.0<Eγ<2.4 GeV/c

Λ*→πΣ?

O. Braun et al., NPB129, 1(1977)

n

pK=673~834 MeV/c

Bubble Chamber Exp. for d(K-,Σ-π+)n at CERN

1420 MeV/c2

K-

Σ−

π+

d

σ =~400 μb

d

K-

n

Σ

π

K

qn=0.6~1 GeV/c (not reported)n:spectator?

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0 0.5 1

d(K-,n)L(1405)0deg

d(K-,n)L(1405)10deg

3He(K-,d)L(1405)0deg

3He(K-,d)L(1405)10deg

K-d → nπΣ d(3He)

K-

n (d)

Σ

π

K

pK(GeV/c)

Rec

oille

d M

om.(G

eV/c

)

π0Σ0(I=0)K-3He → dπΣ

Exp. to form S-Wave⎯KN state and I=0 state in final state with low-E K- Beam at J-PARC

Λ(1405) Spectroscopy via the (K-,d) reaction on 3He

K-, 1 GeV/c np

π

K-

dΛ*

Λ∗−>Σ+π− Λ∗−>Σ0π0

CDS TOF

2H(K-,n)Λ*

(−>Σ−π+)Σ∗−>Λπ0

(BG)

d, 1.4~1.8 GeV/c

2H(K-,p)Σ*-

p, 1.1~1.5 GeV/c

後方崩壊陽子検出器が必要（検討中）

Ushiwaka Tracker

Summary

J-PARC E15実験：

K-pp束縛状態の探索：生成から崩壊まで

最初のビーム（2009年1月下旬）に向けて鋭意準備中

Λ(1405）分光の可能性：

3He(K-,d)Λ*: S-Wave⎯KN 結合状態 の生成Λ*->Σ0π0: I=0 stateの崩壊過程

後方崩壊陽子検出器、散乱d,p用検出器群、トリガー等実験スキームのデザイン中

2H(K-,n)Λ*