2019 Fiscal Year Annual Research Report
ニュートリ検出への応用に向けた陽子酸素・炭素反応ガンマ線生成の研究
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19J20077
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
須藤 高志 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 超新星ニュートリノ / 巨大双極子共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の研究実施計画は主に二つの研究をすることである。一つ目は、原子核の双極子共鳴(GDR)から直接基底状態へ崩壊する時に放出されるγ線の放出率を励起エネルギーの関数として求めることである。２つ目は、過去取得の酸素原子核のデータを解析しガンマ線放出率を励起エネルギーの関数として求めることである。
１つ目の研究成果としては、高エネルギーのガンマ線と検出器の応答を理解する事、また解析手法を開発する事である。高エネルギーのγ線と検出器の応答を調べるために、放射光施設で33MeVのエネルギーのγ線をNaI(Tl)検出器に照射したデータの解析を行った。結果Geant4シミュレーションツールキットを用いて検出効率を再現することに成功した。また、解析手法の開発ではγ線事象をγ線の本数と検出器への当たり方で分類するヒットパターン解析手法を開発した。これらの結果、高エネルギーγ線の検出効率を理解し、信号の感度を10%~20%ほど向上することに成功した。これらの解析の手法を既存データに当てはめて基底状態へ崩壊する時の高エネルギーγ線の放出率を励起エネルギーの関数として求めることで、GDRを詳しく研究することが可能である。
２つ目の研究成果としては、既存データの解析を行ったことである。酸素原子核の散乱断面積を既存の励起状態に分離するためにフィッティングを行った。また、書く励起状態から放出さるγ線を全て考慮しスペクトルのフィッティングを行うことでγ線の放出率を励起エネルギーの関数として求めた。これらのデータ解析の結果は、ニュートリノ検出器に用いられる水と超新星ニュートリノが中性カレント反応した時に、放出されうるγ線のエネルギーと放出率を予想する。この結果をまとめて中性カレント反応の事象数を見積盛ることが可能である。
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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
今年度の計画は酸素原子核巨大共鳴状態から放出されるγ線の放出率を導出すること、GDRから直接基底状態へ崩壊する時に放出されるγ線の放出率を導出し、それらの結果を論文にまとめることである。
酸素原子核巨大共鳴状態の解析は現在進行中である。解析の主な部分である断面積のフィッティングとγ線放出率の導出することは終了しており、出版作業を進めている。その為、次の実験の準備と並行してこの作業を進めていくことが可能であると考える。
GDRから直接基底状態へ崩壊する際に放出さるγ線の解析は、本来であるなら出版作業が進んでいるはずであるが、解析手法の開発と確認に時間を取られてしまい、計画通りに進んでいない状況である。しかし、ヒットパターンを考慮した解析手法の開発と、高エネルギーγ線の検出効率を理解することができた。これらの解析手法を用いることで、本来の目的であったGDRから基底状態へ崩壊する時に放出されるγ線の放出率を励起エネエルギーの関数として求めることは可能である。以上のことから、研究は概ね順調に進行していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸素原子核巨大共鳴状態から放出されるγ線放出率に関する結果をまとめ、年内に論文として出版を行う。また、その作業として並行して今年度行う予定である実験に向けて準備を行うこと、そして今年度中に実験を行うことが理想である。
しかし、最近の状況を鑑みるに日本国内だけでなく海外でも実験施設は稼働しておらず、今年度の実験が計画通りに行えるか分からない状況である。実験が行えない場合、GDRから基底状態へ崩壊する時に放出さるγ線の解析を終わらせ、論文にまとめる。また、実験施設の検出器に関する理解を進め、実験終了後に必要である解析ソフトの開発を予め進めておく事を考えている。これらを進めておく事で実験が遅れたとしても実験終了後直ちに結果を残せると考える。
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Research Products
(3 results)
