Isotope dependences of nuclear charge distributions and neutron radius by electron scattering
| Project/Area Number |
20H00147
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
塚田 暁 京都大学, 化学研究所, 准教授 (10422073)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大西 哲哉 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 部長 (50360516)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥46,800,000 (Direct Cost: ¥36,000,000、Indirect Cost: ¥10,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥32,370,000 (Direct Cost: ¥24,900,000、Indirect Cost: ¥7,470,000)
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| Keywords | 電子散乱 / 不安定核 / 原子核 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は短寿命不安定核を含むXe同位体を標的とし、電子散乱による原子核内電荷分布測定及び中性子分布半径決定の実験手法を確立することを目的とする。陽子および中性子の分布は原子核構造研究において最も基本的な物理量のひとつである。我々が開発したSCRIT法によってこれまで不可能と思われてきた短寿命不安定核の電荷分布測定が現実のものとなった。本研究では更に、従来のスペクトロメータに前方検出器を新設することによって、同じく不可能と考えられてきた電磁相互作用による中性子分布半径の測定を具現化し、原子核の中性子スキンの厚さを曖昧さなく決定することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、電子散乱という反応機構の不定性が最も少ない手法を用いて不安定核の電荷分布を測定する装置を開発し、検証実験を行っている。本研究ではさらに低運動量移行領域における測定を通じて、原子核内の陽子分布だけでなく中性子分布について研究可能か検討を行う。本研究における標的としては、不安定核ではなく安定なXe同位体（使用できる同位体の数が多い）を用いて中性子数依存性をみることで手法の有効性を調べる。当該年度においては標的イオンビームの輸送・捕獲の開発を行い、Xeを標的とした電子散乱実験を遂行する準備を行った。輸送オプティクスの最適化とクーラーバンチャーによるビーム冷却とビームスタッキングを調整することで、天然存在比がおよそ0.1%と希少な124Xe同位体も含めて十分な数のイオンビームを供給することができるようになった。これにより中性子数(N)にして70～82と幅広い領域をカバーすることが可能となった。N=82は魔法数と呼ばれ、原子核の安定性に深く関わる。魔法数周辺の諸性質を調べることは原子核物理において重要な情報を与えると考えられている。将来、本施設にて不安定核標的が実現した暁には138Xe(N=84)を標的とすることで魔法数を跨いで原子核形状がどのように変化するのか、研究する算段が付いたといえる。また、スペクトロメータ周辺についても散乱電子を精度良く測定するためにヘリウムバッグの更新や検出器の校正実験を実施し、実験遂行準備はほぼ整ったといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概要にも書いた通り、標的イオンビームの供給は目処が付いた。検出器側もほぼ準備は完了しており、電子散乱実験遂行の準備はほぼ整ったといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
加速器、特に蓄積リングの調整がまだ残っているが、2023年度中には実験遂行予定である。データ解析等は入念に準備を進めており、データ取得から間をおかずに結果を得ることが可能である。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
