発熱型反応を用いた三中性子共鳴状態探索による新しい三体力効果の研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K17655
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 前田 幸重 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50452743)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 三体力 / 原子核 / 中性子

Outline of Annual Research Achievements

原子核研究の基本となる核力には、二核子間力以外に三体力と呼ばれる多胎相互作用が存在する。特に、核力の三体力のうちアイソスピンT=3／2成分の効果は、不安定核における新しい魔法数の出現や、修正姿勢の状態方程式を記述する上で必要不可欠であることがわかってきた。本研究の目的は、この新しい三体力の効果を実験的に明らかにすることである。
本研究の最終的な目的は、不安定核軽イオンビームを用いた荷電交換反応を用いて三中性子共鳴状態を探索し、三体力効果を検証することである。昨年度から進めていた重水素標的の開発を、今年度も引き続き行った。
当初計画を策定した頃は、過去の実験や理論予想から、三中性子共鳴状態は励起エネルギー約10MeV近辺に存在する可能性があると示唆されており、そのエネルギー領域に照準を合わせた測定を計画していた。しかし最近、テトラ中性子共鳴状態存在を示唆する実験結果が発表され、それに伴い理論研究が活発化し、三中性子共鳴状態に関する新たな理論予想が発表された。その中には、数MeV 程度の低エネルギー領域に三中性子共鳴状態を予測するものもあり、低エネルギー領域かつ高エネルギー分解能を持つ測定を行う必要が発生した。そこで、実験により生成した三中性子の同時測定を中性子検出器NEBULAを用いて行う際の実験シミュレーションをGEANT4を用いて行った。また、本実験のために新たに導入する必要がある荷電粒子VETO検出器の効率に関するシミュレーションも行い、詳細な実験計画を立てた。
これらの実験準備および中性子検出器に関する議論・情報収集を行うために、ドイツで開催されたワークショップに参加した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本実験を遂行するためのビームタイム獲得に至っていないので、研究計画はやや遅れている。
一方で、実験で使用する検出器、標的の開発や準備は共同研究者の協力の下に進んでいる。また、理論研究者との共同研究体制も整っている。

Strategy for Future Research Activity

H29年度までの研究結果より、標的、検出器、検出エネルギー領域を当初計画から変更して本実験を行うように方針変更をした。研究計画の改善、標的等の制作を進め、H30年に本実験を行う。結果は速やかに解析し、理論研究者と議論を進め、国際会議及び論文で発表する。また、本研究により制作した重陽子標的を用いて昨年度までに行った実験結果を論文にまとめる。

Causes of Carryover

（理由）本実験を実施することができなかったので、そのために必要な標的関係の物品購入、及び旅費の執行ができなかった。
（使用計画）本実験に必要な標的関係物品の購入、実験時および国際会議出席の際の旅費として執行する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ダルムスタット工科大学(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: ダルムスタット工科大学
• [Int'l Joint Research] ヤゲロニアン大学(ポーランド)
  • Country Name: POLAND
  • Counterpart Institution: ヤゲロニアン大学
• [Journal Article] Deuteron Analyzing Powers for $$\varvec{dp}$$ d p Elastic Scattering at Intermediate Energies and Three-Nucleon Forces (2017)
  • Author(s): Sekiguchi K.、Wada Y.、Watanabe A.、Eto D.、Akieda T.、Kon H.、Miki K.、Sakamoto N.、Sakai H.、Sasano M.、Shimizu Y.、Suzuki H.、Uesaka T.、Yanagisawa Y.、Dozono M.、Kawase S.、Kubota Y.、Lee C. S.、Yako K.、Maeda Y.、Kawakami S.、Yamamoto T.、et al.
  • Journal Title: Few-Body Systems Volume: 58 Pages: 1213
  • DOI: 10.1007/s00601-017-1213-6
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spallation reaction study for the long-lived fission product 107Pd (2017)
  • Author(s): Wang He、Otsu Hideaki、Sakurai Hiroyoshi、Ahn DeukSoon、Aikawa Masayuki、Ando Takashi、Araki Shouhei、Chen Sidong、Nobuyuki Chiga、Doornenbal Pieter、Fukuda Naoki、Isobe Tadaaki、Kawakami Shunsuke、Kawase Shoichiro、Kin Tadahiro、Kondo Yosuke、Koyama Shunpei、Kubono Shigeru、Maeda Yukie、et al.
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2017 Pages: D01
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw187
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Low-lying level structure of Cu56 and its implications for the rp process (2017)
  • Author(s): Ong W.-J.、Langer C.、Montes F.、Aprahamian A.、Bardayan D. W.、Bazin D.、Brown B. A.、Browne J.、Crawford H.、Cyburt R.、Deleeuw E. B.、Domingo-Pardo C.、Gade A.、George S.、Hosmer P.、Keek L.、Kontos A.、Lee I.-Y.、Lemasson A.、Lunderberg E.、Maeda Y.、Noji S.、Zegers R. G. T., et al.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 95 Pages: 055806
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.95.055806
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cross sections and analyzing powers for (p?,np) reactions of H2,?Li6, and C12 at 296 MeV (2017)
  • Author(s): Wakasa T.、Yasuda J.、Dozono M.、Fukunaga T.、Gotanda S.、Hatanaka K.、Ishibashi K.、Kanaya Y.、Kimura S.、Maeda Y.、Maeda Y.、Nishio Y.、Noro T.、Nozoe T.、Ohnaka K.、Sakaguchi S.、Sakemi Y.、Sekiguchi K.、Taguchi T.、Wada Y.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 96 Pages: 014604
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.96.014604
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ELPHでの電子弾性散乱による陽子荷電半径精密測定2 (2018)
  • Author(s): 本多佑記, 青柳泰平, 笠間桂太, 菊永英寿, 前田幸重, 宮部学, 武藤俊哉, 南波和希, 南部健一, 佐々木勝一, 須田利美, 高橋健, 高山祥汰, 玉江忠明, 時安敦史, 塚田暁, 塚本夏基
  • Organizer: 日本物理学会2018年年次大会
• [Presentation] 陽子・重陽子による91Y核破砕反応の同位体生成断面積測定 (2017)
  • Author(s): 諏訪純貴，渡辺幸信，川瀬頌一郎，中野敬太，金政浩，荒木祥平, 王赫，大津秀暁，櫻井博儀，栂野泰宏，武内聡，中村隆司，前田幸重
  • Organizer: 日本原子力学会2017春の年会
• [Presentation] 90Sr および 89Rb, 88Kr, 91Y の相互作用断面積測定 (2017)
  • Author(s): 親跡和弥, 武智麻耶, 大坪隆, 王赫, 大津秀暁, 櫻井博儀, 安得順, 合川正幸, P. Doornenbal, 福田直樹, 磯部忠明, 川上駿介, 小山俊平, 久保敏幸, 久保野茂, G. Lorusso, 前田幸重, 牧永綾乃, 籾山悟至, 中野敬太, 新倉潤, 志賀慶明, P. A.S derstrm, 鈴木宏, 竹田浩之, 武内聡, 谷内稜, 渡部康, 渡辺幸信, 山崎隼汰, 吉田光一
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会