2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of nuclear matrix elements of neutrinoless double-beta decay by parity-transfer reactions
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16K17683
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堂園 昌伯 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (60616259)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スピン双極子遷移 / 二重ベータ崩壊 / ニュートリノレス二重ベータ崩壊 / 重イオン荷電交換反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニュートリノ質量の絶対値を決める目的で、ニュートリノ放出を伴わないニュートリノレス二重ベータ崩壊の探索が世界各地で行われている。崩壊寿命からニュートリノ質量を導くためには核行列要素の理論計算が必須である。この理論計算の精度向上のため、48Caが48Ti に崩壊する二重ベータ崩壊について、中間核48Scのスピン双極子2- 状態を経由する核行列要素成分を実験的に検証することが望まれる。本研究では2-遷移強度分布の精密測定を行うために、新反応「パリティ移行核反応」を着想し、それを実現するための測定手法を確立した。具体的には以下の通りである。
1. ベータプラス型の(16O,16F(0-))反応については、理研RIBFのSHARAQスペクトロメータにおいて16F(0-)から崩壊する陽子と15O粒子を同時測定する新イオン光学モードを開発し、反応測定を可能とした。また、新手法を12C標的に適用した結果、パリティ移行核反応により2-遷移を精度よく抽出できることを実証した。
2. ベータマイナス型の(16O,16N(0-))反応については、反応同定のために16N(0-)アイソマーからの遅延ガンマ線(120 keV)を効率的に検出する必要がある。そこで、遅延ガンマ線を効率的に検出できるアクティブストッパーの開発を行った。高速応答のCeBr3シンチレータとMPPCを組み合わせた試作機を製作し、放医研HIMACにて16N(0-)ビームを用いたアクティブストッパーの性能評価の実験を行った。その結果、約80%という高効率で遅延ガンマ線を検出することに成功した。これは従来のシステムに比べ、数倍から10倍の効率であり、アクティブストッパーの有効性を示す結果である。
以上により、二重ベータ崩壊の核行列要素成分を検証するための測定手法が全て確立され、実験を行う見通しがたった。
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Research Products
(4 results)
