| Project/Area Number |
20H05636
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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Broad Section B
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| Research Institution | Institute of Science Tokyo (2021-2024)
Tohoku University (2020) |
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Principal Investigator |
関口 仁子 東京工業大学, 理学院, 教授 (70373321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若狭 智嗣 九州大学, 理学研究院, 教授 (10311771)
前田 幸重 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50452743)
坂口 聡志 九州大学, 理学研究院, 教授 (70569566)
立石 健一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (80709220)
三木 謙二郎 東北大学, 理学研究科, 助教 (80727090)
酒井 英行 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, 客員主管研究員 (90030030)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥197,080,000 (Direct Cost: ¥151,600,000、Indirect Cost: ¥45,480,000)
Fiscal Year 2024: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Fiscal Year 2023: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥38,090,000 (Direct Cost: ¥29,300,000、Indirect Cost: ¥8,790,000)
Fiscal Year 2021: ¥54,210,000 (Direct Cost: ¥41,700,000、Indirect Cost: ¥12,510,000)
Fiscal Year 2020: ¥74,750,000 (Direct Cost: ¥57,500,000、Indirect Cost: ¥17,250,000)
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| Keywords | 三体力 / 核力 / 少数系 / 偏極陽子 / 偏極重陽子 / 三体核力 / 少数核子系 / カイラル有効場核力理論 / 三核子系 |
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| Outline of Research at the Start |
現在、原子核物理学では三体力を含めた核力による原子核・核物質の記述が進みつつある。これまでに我々は、重陽子・陽子弾性散乱の微分断面積と偏極分解能の高精度実験と厳密理論計算との比較から三体力効果の明確な証拠を示しつつ、既存の三体力モデルの問題点を詳らかにしてきた。近年のカイラル有効場核力理論の進展を受け、我々は、実験から三体力を確定する方向に舵をきることにした。重陽子・陽子弾性散乱スピン相関係数の高精度測定を実現し、実験値からカイラル有効場核力の三体力を決定、三体力をも含む極めて記述精度の高い核力を完成させる事を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)理研RIBFにおける重陽子・陽子弾性散乱スピン相関係数測定の準備、(2)カイラル有効場核力に基づく核子間三体力の構築の研究を進め、重陽子・陽子弾性散乱実験値をインプットとする核子間三体力の決定を行う研究を遂行している。
(1)では、まず散乱の非対称度を測定するMWDCと固体検出器で構成される測定器系KuJyakuの建設を行った。偏極陽子固体標的については、2022年度に量研HIMACで行ったビーム照射試験の結果を受け、常温・低磁場(0.4T)で稼働し、放射線損傷の低減が見込まれる p-ターフェニル標的の開発を進めた。さらに、偏極陽子固体標的とKuJyakuシステムを用いた重陽子―陽子弾性散乱の測定を遂行した。135MeV/u重陽子ビームに対しては10^8 cps のビームレートでは、標的の減偏極効果は観測されなかった。一方、標的の偏極度絶対値は3%である事がわかり、スピン相関計数測定の高精度測定のためには、偏極度をさらに向上させる必要がある事が判明した。KuJyakuシステムでの重陽子―陽子弾性散乱イベントの計測に対しては、偏極標的に印加する磁場の影響を考慮した解析を行い、先行研究と同じ角度分布を有する微分断面積と偏極分解能の測定が出来ている事がわかった。一方で、偏極重陽子ビームに関しては、2023年7月に経年劣化に伴う水漏れが発生し、真空系の総取り替えなどが必要なことから、本年度のビーム加速は難しい事が判明した。このため、偏極重陽子ビームを用いたスピン相関係数測定は、次年度に遂行する事とした。
(2)では、カイラル有効場核力の三体核力の低エネルギー定数13個に対する重陽子-陽子弾性散乱のスピン観測量への影響を調べる研究が進んだ。
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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
(1)理研RIBFにおける重陽子・陽子弾性散乱スピン相関係数測定の準備については、測定器系KuJyakuシステムと偏極陽子固体標的を組み合わせたビーム照射実験を行えた。偏極陽子標的の偏極度の向上が要請されるが、その後の解析で標的に用いている光学系の改良が必要であり、その対策は実現可能である事がわかっている。この状況から、偏極重陽子ビームの整備が完了すれば、スピン相関係数の測定は可能といえる。(2)カイラル有効場核力に基づく核子間三体力の構築については、χEFT核力の第5次項の三体核力の低エネルギー定数13個について、重陽子―陽子弾性散乱のスピン観測量への感度を調べる研究が進み、より効率的に核子間三体力を決定できる方法が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
偏極重陽子ビームのイオン源の整備を行い、偏極ビームの加速試験を進める。併行して、偏極標的の光学系改良を進め偏極度を向上させる。偏極重陽子ビームの加速準備が出来た段階で、スピン相関係数の測定を行う。三体力を含むカイラル有効場核力に基づく三核子厳密理論計算との比較を行い、三体力の低エネルギー定数の決定を行う。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment
A: 順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる
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