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はしがき

本冊子は、文部省科学研究費補助金（基盤研究 (c)(2)、平成１０～１１年度）による「クォークグルオンプラズマ検出のためのペストフ飛行時間測定器の開発」の研究成果報告書である。

量子色力学の最近の計算によると、クォークとグルオンの多体系は高温高密度状態となると通常のハドロン状態から、クォークとグルオンが大きな体積内を自由に動き回れる状態、即ちクォーク・グルオンプラズマ（QGP）状態に相転移を起こすとの理論的予測が得られている。達成に必要とされるエネルギー密度は高エネルギー重イオン衝突によって十分到達が可能と考えられ、実験室でこの新物質ＱＧＰを生成、研究することができると期待されている。ビッグバン直後の宇宙はＱＧＰ状態であったと考えられており、ＱＧＰが宇宙のその後の展開に与えた影響等、ＱＧＰの問題は原子核、素粒子、宇宙物理の基本的問題であるだけでなく、人類の自然認識の根幹に関わる大問題である。

高エネルギー重イオン衝突によるＱＧＰの生成とその性質の研究のために、複雑な原子核・原子核衝突反応を理解し、かつＱＧＰ生成の重要な証拠を得ることの出来るハドロン識別測定は必須である。ところが、実験技術的観点からは、ハドロンの識別測定は高エネルギー重イオン衝突の高粒子密度状態で実施することは困難が伴う。幅広いハドロンの粒子識別を行うことの出来、かつ信頼性の高い方法として高時間分解能飛行測定法がある。

高時間分解能飛行時間測定器として様々なタイプのものが知られているが、ＢＮＬ・ＲＨＩＣ実験やＣＥＲＮ・ＬＨＣにおけるＡＬＩＣＥ実験など超高エネルギー重イオン衝突では発生する荷電粒子が多いために、検出器のチャンネル数を多数必要になること、また、検出器上で粒子密度が非常に高くなる。この条件を満たす測定器として、ペストフ・スパークカウンターと呼ばれる放電を利用した測定器がある。古くから知られているが、余り成功例はなく、主要実験において運用され成功した例はいまだなく、幾つかの深刻な問題点が明らかになってきている。本研究は、これらの問題点の原因を解明し、解決策を探ることを目的としている。

研究組織；
研究代表者；	三明康郎	（筑波大学・物理学系・教授）
研究分担者；	佐甲博之	（筑波大学・物理学系・助手）（平成１０年）
		（現在は独ＧＳＩ研究所・研究員）
	佐藤　進	（筑波大学・物理学系・助手）（平成１１年）
		（現在は日本学術振興会海外特別研究員）

研究経費；
	平成１０年度	２，４００千円
	平成１１年度	９００千円
	計	３，３００千円

研究発表；

学術誌、国際会議招待講演等；
- L. Carlen, Y. Miake, S. Sato, et.al., A large-acceptance spectrometer for tracking in a high-multiplicity environment based on space point measurements and high-resolution time-of-flight, Nuclear Instruments and Methods A, 431(1999) 123 - 133.
- Y. Miake, Collective Flow in 158 A GeV Pb+Pb Collisions, International Workshop Flow and strangeness production in heavy ion collisions from relativistic to ultra-relativistic energies, September 27-28, 1999, Obernai (France).
- Y. Miake, $\Delta^{++}$ production & Directed and Elliptic Flow in 158 A GeV Pb + Pb collisions, XXXth International Conference on High Energy Physics, July 27 - August 2, 2000, Osaka, Japan.
口頭発表；
- 鈴木美和子、相澤美智子、圷雄太、加藤純雄、清道明男、小関国夫、佐藤進、中條達也、箱崎大祐、平野太一、三明康郎、他、飛行時間測定器 Pestov Spark Counter の問題点解決への試み、平成１１年度日本物理学会分科会（島根大学）一般講演
- 清道明男、小野雅也、加藤純雄、佐甲博之、佐藤進、鈴木美和子、中條達也、鶴岡裕士、三明康郎、他、Performance of High Resolution Time-of-Flight detector for Study of Identified Hadron Production at RHIC-PHENIX Experiment、平成１２年日本物理学会分科会（新潟大学）一般講演
学位論文；
- 鈴木美和子、飛行時間測定器Pestov Spark Counterの持つ時間性能のカスケード放電模型による解釈、平成１１年度筑波大学物理学研究科修士学位論文
- 箱崎大輔、高エネルギー原子核実験のためのPestov Spark Counterの試作と評価、平成１２年度筑波大学理工学研究科修士学位論文

現時点において、ようやく問題解決の端緒が見いだされた段階であり、現在も研究を継続している。従って、本成果報告書も経過報告的性格がある点をご容赦頂きたい。未発表の興味あるデータも残っており、今後の発表論文にも注目をいただきたい。多くの研究者に利用していただければ幸いである。

平成１３年３月　研究代表者　三明康郎

平成13年5月2日