ニュートリノ物理のための酸素・炭素原子核の巨大共鳴状態から放出されるγ線の研究

• Project/Area Number: 15J07923
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 王 岩 岡山大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 巨大共鳴状態 / 超新星爆発 / 非弾性散乱 / ニュートリノ / 酸素 / 炭素

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度に大阪大学核物理センターにて、加速された陽子(400MeV)と酸素・炭素の非弾性散乱反応により巨大共鳴状態を作り、NaI(Tl)検出器てガンマ線を同時測定した。平成27年度に基礎データの解析が完了し、平成28年度はさらに解析を進めた。
スペクトロメータ解析において、光学補正等の各パラメータを最適化し、より精度の良いデータを得た。その結果、反応断面積・角度分布を絶対値として約誤差10%で求めた。また歪曲波インパルス近似計算(DWBA07コード)との比較を開始した。
ガンマ線検出器解析では、線源を用いたテスト実験により検出器の線形性を評価し、実験に支障がなかったことを確認した。さらに、エネルギー較正の精度を向上させた。また、ビームの合計流量が増えるにつれガンマ線検出器の応答が変化することがわかったため、これを補正し全データの解析を行った。
全データを用いて、炭素原子核の巨大共鳴状態から放出されるガンマ線のエネルギースペクトルを、励起エネルギーを2MeVで区切って得た。そして放出率を絶対値として誤差約20%で求めた。その結果、放出率は励起エネルギーが1核子放出のエネルギー閾値を超えると上がり、多数の核子を放出するエネルギー閾値を超えると次第に下がることがわかった。また原子核の崩壊モデルに基づく理論計算を行い、実験データの振る舞いを再現することができたが、絶対値には違いが見られた。これは実験で得られた励起の量子数(アイソスピン、スピンパリティ)と理論計算に用いた量子数の違いに起因すると考察されるため、今後改良の必要がある。

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] Measurement of γ-rays from giant resonances of 16O and 12C with application to supernova neutrino detection (2016)
  • Author(s): Iwa Ou et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceeding Volume: 12
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 酸素・炭素原子核の巨大共鳴状態から放出されるγ線の測定 (2017)
  • Author(s): 王 岩 他
  • Organizer: 日本物理学会第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] 酸素・炭素原子核の巨大共鳴からのγ線測定 (2016)
  • Author(s): 王岩、作田誠、山田芳幸、福田大輔、白鬚哲也、小汐由介、森俊彰、民井淳、岩本ちひろ、伊藤健、三浦正季、山本哲也、青井考、井出口栄治、鈴木智和、與曽井優、川畑貴裕、足立智、古野達也、津村美保、村田求基 他
  • Organizer: 日本物理学会第７１回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] γ-rays from giant resonances of 16O and 12C with application to supernova neutrino detection (2015)
  • Author(s): I. Ou, M. Sakuda, Y. Yamada, T. Shirahige, D. Fukuda, Y. Koshio, T. Yano, T. Mori, A. Tamii, N. Aoi, M. Yosoi, E. Ideguchi, T. Suzuki, C. Iwamoto, T. Ito, 
 M. Miura, T. Yamamoto,
 T. Kawabata, S. Adachi, T. Furuno, M. Tsumura, M.Murata et al.
  • Organizer: NuInt15
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2015-11-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 酸素・炭素原子核の巨大共鳴からのγ線測定 ~実験データ解析~ (2015)
  • Author(s): 王岩、作田誠、山田芳幸、福田大輔、白鬚哲也、小汐由介、森俊彰、民井淳、岩本ちひろ、伊藤健、三浦正季、山本哲也、青井考、井出口栄治、鈴木智和、與曽井優、川畑貴裕、足立智、古野達也、津村美保、村田求基 他
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪府大阪市)
  • Year and Date: 2015-09-25
• [Presentation] Measurement of γ-rays from 
giant resonances of 12C and 16O
in relation to supernova neutrino detection (2015)
  • Author(s): I. Ou, M. Sakuda, Y. Yamada, T. Shirahige, D. Fukuda, Y. Koshio, T. Yano, T. Mori, A. Tamii, N. Aoi, M. Yosoi, E. Ideguchi, T. Suzuki, C. Iwamoto, T. Ito, 
 M. Miura, T. Yamamoto,
 T. Kawabata, S. Adachi, T. Furuno, M. Tsumura, M.Murata et al.
  • Organizer: OMEG2015
  • Place of Presentation: 北京(中国)
  • Year and Date: 2015-06-24
  • Int'l Joint Research