陽子荷電交換反応を用いた励起状態核のスピン・アイソスピン応答研究

• Project/Area Number: 14J03376
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 幹 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 質量測定 / 中性子過剰核 / 不安定核 / 核構造 / 殻構造

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、アイソマー（核異性体）と呼ばれる寿命が長い原子核の励起状態に対する陽子荷電交換反応の測定を、アイソマービームを用いた逆運動学条件下で行うことを最終目標とする。この測定において、ビーム中に含まれるアイソマーと基底状態は、飛行時間法（TOF-Bρ法）を用いた質量測定によりイベント毎に弁別される。今年度は、平成26年度に理化学研究所RIビームファクトリーで実施した中性子過剰カルシウム同位体の直接質量測定のデータ解析を完了させた。典型的な質量分解能として1.0e-4 (σ) 、質量の不確かさとして2.6e-6 (σ) を達成した。本測定は、他の施設におけるTOF-Bρ法による質量測定と比較して、(1)質量値の不確かさと(2)測定核の安定線からの距離、の二点において傑出している。本研究は飛行時間法を用いた質量測定手法を確立し、将来のアイソマービームを用いた陽子荷電交換反応測定の礎を築いた。質量測定で得られた結果は本研究課題の副産物ではあるものの、物理的に非常に意義の大きいものである。本研究で初めて測定された中性子過剰核Ca-55やCa-56等の質量は、中性子数34における殻進化を議論する上で非常に重要である。本測定で決定された質量値を用いてシェルギャップの大きさを評価し、カルシウム同位体に対して、中性子数34におけるシェルギャップの大きさは中性子数32のそれと同等であることが実験的に示された。現在は投稿論文の執筆を進めている段階である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Separated flow operation of the SHARAQ spectrometer for in-flight proton decay experiments (2016)
  • Author(s): M. Dozono, T. Uesaka, S. Michimasa, M. Takaki, M. Kobayashi, M. Matsushita, S. Ota, H. Tokieda, S. Shimoura
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 830 Pages: 233-242
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.05.084
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] μs isomers of Nd-158,Nd-160 (2016)
  • Author(s): E. Ideguchi, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 94 Issue: 6 Pages: 064322-064322
  • DOI: 10.1103/physrevc.94.064322
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Time-of-Flight mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2016)
  • Author(s): M. Kobayashi, et al.
  • Journal Title: RIKEN Accelerator Progress Report Volume: 49 Pages: 48-48
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spin-isospin response of the neutron-rich nucleus 8He via the (p,n) reaction in inverse kinematics (2015)
  • Author(s): M. Kobayashi, K. Yako, S. Shimoura, M. Dozono, N. Fukuda, N. Inabe, D. Kameda, S. Kawase, K. Kisamori, T. Kubo, Y. Kubota, C.S. Lee, S. Michimasa, H. Miya, S. Ota, H. Sakai, M. Sasano, H. Suzuki, M. Takaki, H. Takeda, Y. Yanagisawa
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 6 Pages: 030089-030089
  • DOI: 10.7566/jpscp.6.030089
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Direct mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2015)
  • Author(s): M. Kobayashi, et al.
  • Journal Title: RIKEN Accelerator Progress Report Volume: 48 Pages: 59-59
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 飛行時間法を用いた中性子数34近傍Ca同位体の直接質量測定 (2016)
  • Author(s): 小林幹
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学木花キャンパス（宮崎県宮崎市）
  • Year and Date: 2016-09-23
• [Presentation] Time-of-flight Mass Measurements Of Neutron-rich Calcium Isotopes Beyond N = 34 (2016)
  • Author(s): M. Kobayashi
  • Organizer: The 16th International Nuclear Physics Conference (INPC2016)
  • Place of Presentation: Adelaide (Australia)
  • Year and Date: 2016-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time-of-flight mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 at SHARAQ (2016)
  • Author(s): M. Kobayashi
  • Organizer: RIBF Users Meeting 2016
  • Place of Presentation: 理化学研究所（埼玉県和光市）
  • Year and Date: 2016-09-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time-of-flight mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2015)
  • Author(s): Motoki Kobayashi
  • Organizer: Physics with Fragment Separators - 25th Anniversary of RIKEN-Projectile Fragment Separator (RIPS25)
  • Place of Presentation: 湘南国際村センター（神奈川県三浦郡）
  • Year and Date: 2015-12-05
• [Presentation] 中性子数34近傍カルシウム同位体の直接質量測定 (2015)
  • Author(s): 小林 幹
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学杉本キャンパス（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2015-09-25
• [Presentation] Direct mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2015)
  • Author(s): Motoki Kobayashi
  • Organizer: RIBF Users Meeting 2015
  • Place of Presentation: 理化学研究所（埼玉県和光市）
  • Year and Date: 2015-09-10
• [Presentation] Direct mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2015)
  • Author(s): Motoki Kobayashi
  • Organizer: OEDO-SHARAQ International Collaboration Meeting
  • Place of Presentation: 東京大学原子核科学研究センター（埼玉県和光市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] Direct mass measurements of neutron-rich Ca isotopes beyond N = 34 (2015)
  • Author(s): Motoki Kobayashi
  • Organizer: The 14th CNS international Summer School
  • Place of Presentation: 東京大学原子核科学研究センター（埼玉県和光市）
  • Year and Date: 2015-08-28