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Search for the alpha condensed state in 20Ne with a gas target system and neural network

Research Project

Project/Area Number 20K14490
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Adachi Satoshi  大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (60838126)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsアルファ凝縮状態 / ニューラルネットワーク / ガス標的
Outline of Research at the Start

本研究では、20Ne原子核におけるアルファ凝縮状態を探索と確実な同定を行い、アルファ凝縮状態の励起エネルギーとアルファ崩壊幅等の情報から、低密度核物質の性質の解明を目的とする。
ニューラルネットワークを用いた粒子識別と高度化ガス標的システムという二つの実験手法と装置を新規に開発し、0度を含む超前方角度でのアルファ非弾性散乱と崩壊粒子の同時測定と、有限角度での非弾性散乱の角度分布の測定により、20Ne原子核のアルファ凝縮状態の候補となる状態を同定し、そのスピンとパリティについて情報も得ることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

I have designed a new experiment with a new gas target and waveform analysis method for the silicon detector in order to search for the alpha condensed state in 20Ne nucleus. The experimental condition such as the method of the waveform analysis was examined, and most proper condition was determined. Based on this experimental condition, the proposal of a new experiment for 20Ne was submitted to the experimental facility and approved with a high-grade evaluation. In addition, I analyzed the experimental data obtained by the previous experiment, and proposed candidates for the alpha condensed state in 20Ne for the first time in the world.
These results are very important both from the experimental and theoretical sides to study the nature of low-density nuclear matter.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでは8Be原子核と12C原子核にしか原子核におけるアルファ凝縮状態の候補が実験的に示されておらず、原子核の質量数に沿った系統的な研究は困難な状況であった。しかし、本研究で20Ne原子核におけるアルファ凝縮状態の候補となる状態を発見することができたため、アルファ凝縮状態の存在限界と励起エネルギーや崩壊幅等の具体的な実験データを用いることが可能になった。また、新たに採択された20Ne原子核におけるアルファ凝縮状態の同定実験では実験データの統計的有意性を確かにし、さらに励起状態のスピンとパリティを明らかにできる予定である。
これらの結果は特に理論的な原子核構造研究にとって重要な情報となる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Candidates for the 5α condensed state in 20Ne2021

    • Author(s)
      Adachi S.、Fujikawa Y.、Kawabata T.、Akimune H.、Doi T.、Furuno T.、Harada T.、Inaba K.、Ishida S.、Itoh M.、Iwamoto C.、Kobayashi N.、Maeda Y.、Matsuda Y.、Murata M.、Okamoto S.、Sakaue A.、Sekiya R.、Tamii A.、Tsumura M.
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 819 Pages: 136411-136411

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136411

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 20Ne原子核におけるアルファ凝縮状態の同定2021

    • Author(s)
      足立智
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 大立体角Si検出器アレイ(SAKRA)を用いた低エネルギー荷電粒子の波形弁別2021

    • Author(s)
      坂梨公亮
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 新型ガス標的システムによる20Ne原子核のアルファ凝縮状態の探索2021

    • Author(s)
      足立智
    • Organizer
      新学術領域 量子クラスターで読み解く物質の階層構造主催「第6回クラスター階層領域研究会」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アルファ非弾性散乱と崩壊粒子同時測定による20Ne のアルファ凝縮状態の探索2021

    • Author(s)
      足立智
    • Organizer
      RCNP 研究会「原子核における多様な共鳴現象とそれを探る反応機構」
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Candidates for the 5α condensed state in 20Ne2020

    • Author(s)
      足立智
    • Organizer
      第5 回クラスター階層領域研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] ネオン20原子核の新しい存在形態の発見 低密度原子核物質の解明に向けて

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210614_2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] ネオン20原子核の新しい存在形態の発見 -低密度原子核物質の解明に向けて-

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-06-15

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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