2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Nuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations |
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| Project/Area Number |
24105005
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 隆司 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50272456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下浦 享 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10170995)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 中性子星 / 不安定核 / 中性子スキン / 中性子ハロー / 核物質の状態方程式 / ダイニュートロン相関 / 非束縛核 / 少数核子系 |
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| Research Abstract |
本研究では、高強度の不安定核ビームを用いて、①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰な非束縛原子核の探索、を行い、標準核密度から低核密度での中性子が過剰な核物質の理解、さらには中性子星の構造の理解を目指している。H24年度、およびH25年度（繰り越し分）には以下のような成果が得られた。
H24年度には、まず、理化学研究所のRIビームファクトリーの多種粒子分析装置(SAMURAI)を用いて、i)「中性子ハロー核のクーロン分解反応実験」ii)「非束縛核の探索実験」を行った。i)の研究は②の研究に関するものであり、ダイニュートロン相関の理解を目的とし、ii)の研究は③の研究に関連したものである。このプレリミナリーな結果として、i)中性子ハロー核19B,22Cの双極子励起の強度分布の導出、ii)超重酸素核25O,26Oの新励起準位の観測、およびダイニュートロン構造の発現機構解明にも重要な18B,20Cの新準位の観測に、それぞれ成功した。これとは別にハロー核等の中性子過剰核の構造や反応機構に関する基礎データの解析を進めており、欧文学術雑誌において論文の出版を行った。
一方、①に関連して、ガンマ線カロリメータ(CATANA)の建設を進めている。H24年度にはシミュレーターを開発し、さらにプロトタイプの建設とそのゲイン、分解能のテストを行い、基礎データを収集した。③に関連して進めている次世代型中性子検出器の開発では、幅6mm、厚さ3mm、長さ100mmの短冊状プラスチックシンチレータ16個で構成されるホドスコープを多層に配置するという設計を確定した。読出しには MPPCを用いることとしプログラマブルバイアス電源を整備するとともに、VME規格のマルチヒット時間デジタル変換器を主体とするデータ収集系の整備を進めている。
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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
本研究では、①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰な非束縛原子核の探索、の３つの課題に取り組んでいる。
このうち、研究業績の概要にも記したように、②、③の研究は特に順調に進展しており、すでに、「中性子ハロー核のクーロン分解反応実験」（②に関連）、および「非束縛核の探索実験」(③に関連）については、それぞれ、プレリミナリーながらも22C,19Bの双極子励起の強度分布の導出、および、25O,26O,21C,18Bの新準位の発見を行い、研究代表者が招待講演を受けるなど、注目される結果を得ている。さらに、中性子ハロー核をはじめとする中性子過剰核に関する構造や反応機構に関する論文発表も進んだ。
一方、①については、中性子スキンをもつと期待される中性子過剰核のクーロン励起の実験を計画しており、そのために必要なγ線カロリメータ（CATANA)の建設を進めている。H24年度は、シミュレータが完成した。また、Ｈ２５年度（繰り越し分）も利用して数種のプロトタイプを制作し、ゲインや分解能を比較検討をすることもできた。
③に関連して進めている次世代型中性子検出器の開発では、24年度は設計仕様の確定に時間を要したが、25年度繰越分により当初目標は達成された。
以上のように、建設部分については繰り越し分により当初目標は達成されており、加えて、いくつかの実験はすでに終了し、基礎的なデータについては論文出版も行っており、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で進めている、①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰な非束縛原子核の探索、の３つの課題について、それぞれ今後の研究の推進方策について述べる。
①理研のRIビームファクトリで中性子スキン核の候補「52Ca」のクーロン励起実験を２年以内に行うことを計画している。すでに理研のプログラム採択委員会で高い評価（グレードＡ）を得ている。本研究では、この実験に必要なγ線カロリメータの建設を進めており、H24年度にはシミュレータを開発し、プロトタイプの基本性能を調べた。これをもとに最終仕様の決定を行い、建設の大部分をH26年度に終わらせ、H27年度には本実験を行う予定である。
②すでに、実験が終了しておりプレリミナリーな結果が出ている「中性子ハロー核のクーロン分解反応」についての詳細解析をH26年度中に終わらせる。Ｄ班（理論班）とも共同して理論的な解釈も行い、論文出版する。
③すでに、実験が終了しておりプレリミナリーな結果が出ている「非束縛核の探索実験」についての詳細解析をH26年度中に終わらせ、Ｄ班（理論班）とも共同して理論的な解釈も行い、論文出版する。また、４中性子系（テトラ中性子、28O）の実験に向けた次世代型中性子検出器の開発もさらに進める。H26年度には、本格的な建設を開始し、H27年度には実験で使用したい。なお、非束縛で非常に重い２重閉殻核「28O」の実験は理研のプログラム採択委員に最高度の評価（グレードＳ）を得ており、国際的なコラボレーションを形成する予定である。
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Research Products
(23 results)
