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2017 Fiscal Year Annual Research Report

三重水素標的の開発と三中性子状態の探索

Research Project

Project/Area Number 17H04833
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

三木 謙二郎  東北大学, 理学研究科, 助教 (80727090)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords実験核物理
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「中性子のみ」あるいは「陽子のみ」から構成される系が原子核を形成できるのか、そうした系の中では核力がどのように作用しているのか、という疑問に対して、実験的なアプローチを行う。特に我々は少数系と多体系の橋渡しに極めて重要となる三核子系の研究に主眼を置き、理化学研究所RIBF施設において三中性子系の観測実験を行うことを計画している。具体的には、三重水素標的に対して荷電交換型(t,3He)反応を測定することで終状態に三中性子(3n)系を生成し、質量欠損法を用いることでその励起エネルギースペクトルを決定する。そのスペクトルの形状から、3n系の原子核としての安定性や3n系内に働く核力の様相を議論することが可能となる。2017年12月に開催されたRIBF施設の実験課題採択委員会で本プロジェクトのビームタイムを申請したところ、好評価を受けて承認された。
我々は本研究を行うために三重水素標的の検討・開発を進めている。標的本体の仕様として、液体型、気体型、固体吸着型、三種類の場合それぞれについて検討を行い、設計、シミュレーション、安全性評価を、理化学研究所、富山大学、東京大学らとも共同で推進してきた。また、試作品の性能評価実験を東北大学CYRIC施設において遂行した。こうした標的開発の現状については国内の学会や、海外のワークショップなどで発表を行い、関係する研究者と広く情報共有を行っている。
同時に、RIBF実験で必要となる検出器群の開発も進めている。本年度は入射ビームの飛跡を決定するための多芯線ドリフトチェンバーの開発を行った。実際に、これらの性能評価実験もCYRIC施設において遂行した。飛跡検出効率99%以上、位置分解能200μm以下の性能を有することが明らかとなり、これらはRIBF実験に必要とされる性能を十分に満たすことが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の主要テーマであるRIBF実験のビームタイムが実験課題採択委員会で認められたのは大きな進展であった。三重水素標的については、関係各所と緊密に連絡を取り合いながら着実に検討・開発を推進している。また、検出器の開発については、今後の開発を進める上での基礎は築かれたので、今後標的周囲に設置する検出器群等の開発を重点的に推進する。

Strategy for Future Research Activity

今後は引き続き、三重水素標的の開発・製作、RIBF実験の為の検出器開発を推進する。また、三中性子系と荷電対称な三陽子系を観測する実験も大阪大学RCNP施設を用いて実施予定である。この実験に必要となる実験装置の開発も同時並行で推進し、実際に実験を遂行したい。また、RIBF実験やRCNP実験で得られるデータを物理的に解釈する際に必要となる理論計算を、関係する理論研究者と共に議論・検討していきたい。

  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] NSCL, Michigan State University/Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NSCL, Michigan State University/Oak Ridge National Laboratory
  • [Journal Article] Isovector excitations in 100 Nb and their decays by neutron emission studied via theMo100(t,He3+n)reaction at 115 MeV/ u2017

    • Author(s)
      Miki K.、Zegers R.G.T.、Austin Sam M.、Bazin D.、Brown B.A.、Dombos A.C.、Grzywacz R.K.、Harakeh M.N.、Kwan E.、Liddick S.N.、Lipschutz S.、Litvinova E.、Madurga M.、Mustonen M.T.、Ong W.J.、Paulauskas S.V.、Perdikakis G.、Pereira J.、Peters W.A.、Robin C.、Scott M.、Spyrou A.、Sullivan C.、Titus R.
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 769 Pages: 339~344

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physletb.2017.04.004

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of tritium target for the 3H(t,3He)3n experiment at RIBF2019

    • Author(s)
      K. Miki
    • Organizer
      Workshop on Gas-filled Detectors and Systems (GDS): Rare-gas target handling and recycling systems
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] RIBFにおける3H(t,3He)3n反応測定の為の三重水素標的開発2019

    • Author(s)
      三木謙二郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 三中性子共鳴探索実験の為のMWDC開発2019

    • Author(s)
      宇津城雄大、三木謙二郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 三中性子状態観測の為の三重水素標的の検討2018

    • Author(s)
      酒井大輔
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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