京都大学ストレンジネス核物理研究グループ Strangeness

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【D3発表報告】未踏エネルギー領域におけるラムダハイパー核生成断面積の測定(J-PARC S-2S)(Measurement of 12C_Λ Production Cross Section in Unexplored Energy Regions)

Report on DC3 Research Presentation
【D3発表報告】未踏エネルギー領域におけるラムダハイパー核生成断面積の測定(J-PARC S-2S)

2026年1月30日(金)、京都大学大学院理学研究科物理学第二教室主催のDC3回生発表会が開催されました。 当ストレンジネス核物理研究グループからは、博士課程3年の江端が以下のタイトルで研究成果を発表しました。

「1.60 GeV/c、1.82 GeV/c の π+ 中間子ビームを用いた Λハイパー核 12ΛC の生成断面積測定」

ハイパー核の核構造研究は、バリオン間に働く「強い相互作用」を理解する上で重要な情報を与えますが、その「生成機構」自体の理解にはまだ未解明な点が残されています。
私たちの研究グループは、京都大学が先導してJ-PARC K1.8ビームラインに導入した高分解能磁気分光器「S-2S」を用い、2025年より本格的な実験研究を推進しています。その一環として、これまでデータの無かったビームエネルギー領域におけるラムダハイパー核の生成データ取得に成功しました。

J-PARC S-2S 京大が主導して設計・導入した新型分光器により、2025年に高品質なデータを取得
生成断面積の導出 1.6, 1.8 GeV/c という未踏の運動量条件下での生成確率を決定し、理論モデルと比較
相互作用の研究 準自由生成過程(ラムダが飛び出す現象)の解析から、新たな物理情報の抽出に挑む

江端は、S-2Sを用いて初めて取得された 12ΛC ハイパー核の高精度データを解析し、入射運動量 1.6 GeV/c および 1.8 GeV/c というこれまでにない運動学条件での生成確率(反応断面積)を導出しました。これを反応理論計算と精緻に比較することで、ハイパー核の生成メカニズムに新たな知見をもたらすことを目指しています。

さらに、ラムダ粒子が原子核に束縛された状態だけでなく、原子核から飛び出してしまう現象(準自由生成過程)に対応するエネルギースペクトルの形状解析にも着手しています。ここからラムダと核子の間に働く相互作用の情報を引き出せないか、理論家を含めた積極的な議論を進めています。
本成果は年内にまとめ、論文として公表することを目指しています。今後の展開にご期待ください。

English Translation

On January 30, 2026, the DC3 Research Presentation (for 3rd-year doctoral students) hosted by the Department of Physics II, Kyoto University, was held. From our Strangeness Nuclear Physics Group, Mr. Kengo Ebata (D3) presented his research titled:

"Measurement of Production Cross Sections for 12ΛC Hypernuclei using π+ Beams at 1.60 and 1.82 GeV/c"

While studies on hypernuclear structure provide crucial information for understanding strong baryon interactions, our understanding of the "production mechanism" itself remains limited. In 2025, our group successfully acquired data at beam energies where no prior data existed, using the new high-resolution magnetic spectrometer "S-2S" at the J-PARC K1.8 beamline, which was designed and introduced under Kyoto University's leadership.

Mr. Ebata is leading the analysis to derive production probabilities (reaction cross sections) under these unexplored kinematic conditions (1.6 and 1.8 GeV/c). By comparing these high-precision results with theoretical calculations, he aims to provide new insights into the production mechanism. Furthermore, he is actively discussing with theorists to extract information on Lambda-Nucleon interactions by analyzing the spectral shape of quasi-free production events, where the Lambda particle escapes the nucleus. We aim to publish these results within this year. Stay tuned!

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