炭素１２原子核の稀ガンマ崩壊モード探索による宇宙での元素合成過程の解明

• Project/Area Number: 14J01256
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 津村 美保 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 元素合成 / 天体核反応 / 固体水素標的

Outline of Annual Research Achievements

採用第3年度目である平成28年度は、 2年度目までに開発した0.5 mm厚の固体水素標的や反跳陽子検出器 Gionを用いて、予定されている本実験と同じセットアップでビーム照射試験を行った。厚さ0.5 mmの固体水素標的に262 MeVの12Cビームを入射し、反跳された粒子を反跳陽子検出器Gionで検出した。GionはSi検出器とGAGG検出器からなっており、粒子がSi検出器で損失したエネルギーから、陽子が反跳されたイベントを選出した。またSi検出器とGAGG検出器で陽子が損失したエネルギーから、散乱された12Cの励起エネルギーを運動学的に求めた。
照射試験で得られた12Cの励起エネルギースペクトルでは、以前本研究員が行ったポリエチレン(CH2)を標的とした照射試験で得られたスペクトルと比較して、バックグラウンドを大幅に削減できていた。また、12Cの基底状態(01+)と励起状態の4.44 MeV状態(21+)、7.65 MeV状態(02+)、9.64 MeV状態(31-)を正しく同定できていた。ただし、注目している31-状態の励起エネルギー分解能は340 keVであり目標分解能240 keVを達成できていなかった。
照射試験後には、試験で明らかになった問題点を解決するために固体水素標的と反跳陽子検出器の改良を重ね、より薄い0.3 mm厚の固体水素標的と、より分解能と検出効率の良い反跳陽子検出器Gionの開発に成功した。これらは間もなく予定されている本実験で投入されることになっており、現在実験データの取得準備中である。データの取得が終わり次第、解析を行う。解析した結果を論文にまとめ、学術雑誌に投稿し、結果は国際会議などでの報告も行う。この結果を元に博士論文を作成し博士の学位を取得する。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Search for the rare γ-decay mode in 12C (2017)
  • Author(s): M. Tsumura, T. Kawabata for RCNP E404 Collaboration
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 14 Pages: 020411-020411
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.020411
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Feasibility study to search for the rare γ-decay mode in 12C (2014)
  • Author(s): M. Tsumura, T. Kawabata, S. Adachi, T. Baba, T. Furuno, Y. Ishii, M. Murata, F. Kobayashi, Y. Kanada-En'yo, A. Tamii, T. Hashimoto, K. Hatanaka, Y. Matsuda, K. Miki, C. Iwamoto, T. Ito, M. Miura, J. Zenihiro, S. Kubono, M. Itoh, S. Ando, Y. Maeda, S. Sakaguchi, H. Akimune, H. Fujimura and I. Ou.
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 569 Pages: 012051-012051
  • DOI: 10.1088/1742-6596/569/1/012051
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 12C原子核における稀ガンマ崩壊モード探索のためのテスト実験 (2016)
  • Author(s): 津村美保
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] Search for the rare γ-decay mode in 12C (2016)
  • Author(s): M. Tsumura
  • Organizer: Nuclei in the Cosmos (NIC) XIV
  • Place of Presentation: Niigata, Japan
  • Year and Date: 2016-06-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Search for the rare γ-decay mode in 12C (2016)
  • Author(s): M. Tsumura
  • Organizer: 11th International conference on clustering aspects of nuclear structures and dynamics
  • Place of Presentation: Naples, Italy
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Search for the rare γ-decay mode in 12C (2016)
  • Author(s): M. Tsumura
  • Organizer: Workshop on clustering aspects of nuclear physics
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Feasibility study to search for the rare γ-decay mode in 12C (2014)
  • Author(s): M. Tsumura, T. Kawabata, S. Adachi, T. Baba, T. Furuno, Y. Ishii, M. Murata, A. Tamii, T. Hashimoto, K. Hatanaka, Y. Matsuda, K. Miki, C. Iwamoto, T. Ito, M. Miura, J. Zenihiro, S. Kubono, M. Itoh, S. Ando, Y. Maeda, S. Sakaguchi, H. Akimune, H. Fujimura and I. Ou.
  • Organizer: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan (HAWAII 2014)
  • Place of Presentation: Hawaii(United States of America)
  • Year and Date: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [Presentation] 12C原子核における稀ガンマ崩壊モード探索のためのテスト実験 (2014)
  • Author(s): 津村美保, 川畑貴裕, 足立智, 馬場辰雄, 古野達也, 石井佑季, 村田求基, 小林史治, 延與佳子, 民井淳, 橋本尚志, 畑中吉治, 松田洋平, 三木謙二郎, 岩本ちひろ, 伊藤健, 三浦正季, 銭廣十三, 久保野茂, 伊藤正俊, 安藤峻, 前田幸重, 坂口聡志, 秋宗秀俊, 藤村寿子, 王岩
  • Organizer: 「宇宙核物理実験の現状と将来」研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学核物理研究センター(大阪府茨木市)
  • Year and Date: 2014-08-07 – 2014-08-08
• [Presentation] Feasibility study to search for the rare γ-decay mode in 12C (2014)
  • Author(s): M. Tsumura, T. Kawabata, S. Adachi, T. Baba, T. Furuno, Y. Ishii, M. Murata, F. Kobayashi, Y. Kanada-En'yo, A. Tamii, T. Hashimoto, K. Hatanaka, Y. Matsuda, K. Miki, C. Iwamoto, T. Ito, M. Miura, J. Zenihiro, S. Kubono, M. Itoh, S. Ando, Y. Maeda, S. Sakaguchi, H. Akimune, H. Fujimura and I. Ou.
  • Organizer: 3rd International Workshop on State of the Art in Nuclear Cluster Physics(SOTANCP3)
  • Place of Presentation: 関東学院大学関内メディアセンター(横浜市)
  • Year and Date: 2014-05-26 – 2014-05-30