Study of excited nuclear states by using double arm spectrometers

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03599
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Nobuyuki Kobayashi 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (80750778)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 原子核物理実験 / ハロー核 / 励起状態 / 中性子過剰核

Outline of Final Research Achievements

This research aims to measure the radius of the excited states of nuclei using newly developed method by us. This method applies a direct reaction method to the excited states of nuclei, which enable us to "study the structure of an excited state using nuclear reactions." This has been considered impossible until now.
As a result of this research, we obtained an idea to improve the ion optical setup of a double-arm spectrometer that was previously considered. Furthermore, the beam time for this demonstration experiment was proposed to the Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) in US, and a beam time of 114 hours was approved. This indicates the possibility of expanding this research to a wider area in the future.

Free Research Field

原子核物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、前人未踏の学術領域である「核図表のZ-N-Ex空間上の各領域にどのような構造が現れるか？また、その出現メカニズムは何か？」ということを実験的に直接反応を用いて研究を行うことである。これまで、基底状態（Z-N平面）において盛んに研究されてきた特異構造“ハロー構造”を持つ状態がZ-N-Ex空間上でどのように分布し、どのようなメカニズムで出現するのかという未解決問題が存在していた。本研究でこの領域に踏み込むことが可能になったことを定量的に示すことができた。これは、今後の実験におけるパラダイムシフトを起こす可能性を秘めた重要な成果である。