Pioneering study of double Gamow-Teller responses

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H02197
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 上坂 友洋 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (60322020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板橋 健太 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30322093) ; 矢向 謙太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50361572)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 原子核物理学 / 二重ガモフテラー共鳴 / 二重ベータ崩壊 / 荷電交換反応 / RIビームファクトリー / 分散整合イオン光学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、二重荷電交換反応を用いて二重ガモフ・テラー巨大共鳴の探索実験を行う。実験遂行に必要な開発であるRIビームファクトリーBigRIPS装置を磁気分析装置として用いる上で必要となるイオン光学手法の確立と、焦点面検出器の建設は平成30年度までで終了した。実験実施にはRIビームファクトリーで炭素12ビームの加速が必要だが、加速器運転の事情により令和元年度のは同ビームの加速が行われないという決定がなされた。そこで令和元年度予算を令和二年度に繰越し下記を実施した。
検出器を置くことの出来ない散乱標的位置でのビーム位相空間分布を、BigRIPS焦点面でのビーム軌道と輸送行列を用いてトレースバックすることにより調整するイオン光学法を確立してきた。今年度はこれをより進め、散乱標的位置より上流まで遡ったトレースバックを行ない、サイクロトロン取り出し位置及び中間焦点でのビーム位相空間分布を決定することに成功した。これらの知見を基に、より効率的な分散整合イオン光学調整方法を策定した。
筑波大学6MVタンデム加速器施設において、焦点面検出器として用いる低圧動作型多芯線型ドリフトチェンバーのテストを行った。テストの結果本ドリフトチェンバーで採用した3面交替構造により、検出効率の一様性が向上することが明らかとなった。この一様性改善により、本実験で得られるスペクトルへのマイクロ構造の影響を減少することができる。
以上により詳細な実験準備を終了したが、令和二年度はコロナウイルス蔓延のためRIビームファクトリーの運転計画が大きく変更となり、炭素12ビームの加速は令和三年度に持ち越しとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本課題で行っている開発研究に関しては順調に進んでいる。しかし、本実験実施に必要なRIビームファクトリーでの炭素12ビームの加速が、令和元年度に行われないこととなったため、遅れている。炭素12ビーム加速が行われれば研究課題実施が可能となる。

Strategy for Future Research Activity

炭素12ビーム加速が行われるように加速器側との交渉を続ける。本研究は国際共同研究として行う予定であったが、コロナウイルス蔓延により国外からの参加が見込めない状況となっているので、国内共同体制を強化し、実験実施に望む。