励起準位寿命測定による三軸非対称変形原子核の研究

• 研究課題/領域番号: 14J08718
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 谷内 稜 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 不安定核 / 理研RIBF / 二重魔法数 / 不安定核研究 / GRETINA

研究実績の概要

ここ20年の不安定原子核の研究により安定な原子核に比べて陽子・中性子比が大きく異なる原子核における殻構造が変化し，安定核近傍では魔法性を持っていた原子核が不安定性を増すにつれ変形し魔法性を失ったり，新たな閉殻構造が生じたりすることが実験的に確認されるようになった。中性子過剰な“二重魔法数”を持つ原子核である78Niが魔法性を持ち続け球形構造を維持しているかは長年の謎であった。この謎の解明のため当該研究員は2014年5月に理化学研究所RIBFにおいて一陽子ならびに二陽子ノックアウト反応による78Niの励起準位探索実験を行った。当該年度は原子核反応理論との比較に基づいた一陽子ノックアウト反応により励起される準位の理解をすすめた。同時に二核子ノックアウト反応においてのみ励起される準位の理解を行うべく，新たに殻計算の理論物理学者との議論を行った。同時に，投稿論文の執筆をすすめた。
また，同時に密度の高いシンチレーターを用いた高検出効率のγ線エネルギー計測アレイの開発を行った。理研RIBFに代表されるインビーム核分光実験は，安定な原子核から遠く離れた（アイソスピンが大きな）不安定原子核の性質を知るうえで最も強力な手法である。現在，理研では脱励起γ線をNaI(Tl)シンチレーターアレイDALI2を用いて測定を行っている。事象数の限られるより中性子過剰な原子核や，よりγ線多重度の高い高励起準位測定に利用する為，新たな高検出効率の検出器の検討を行った。近年新たに開発されたGAGGシンチレーターはNaI(Tl)と同程度またはそれ以上のエネルギーならびに時間分解能を持つうえ，潮解性がなく，γ線の検出効率が極めて高いため，本シンチレーターを用いた検出器のシミュレーションや，プロトタイプを用いたテストに着手した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CEAサクレー/IPNオルセー(フランス)
• [雑誌論文] Are There Signatures of Harmonic Oscillator Shells Far from Stability? First Spectroscopy of Zr-110 (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Paul, H. Baba, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 118 号: 3 ページ: 032501-032501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.118.032501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spallation reaction study for the long-lived fission product ¹⁰⁷Pd (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2017 号: 2
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw187
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/cfef3b19-4631-42de-918a-eacb750afbd1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Type II shell evolution in A=70 isobars from the N >= 40 island of inversion (2017)
  • 著者名/発表者名: A.I. Morales, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 765 ページ: 328-333
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.12.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of isoscalar and isovector dipole excitations in neutroni-rich 20O (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Nakatsuka, H. Baba,Y. Kondo, T. Nakamura, Y. Togano et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 768 ページ: 387-392
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2017.03.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inelastic scattering of 72,74Ni off a proton target (2016)
  • 著者名/発表者名: M. L. Cortes, R. Taniuchi, et. al.
  • 雑誌名: Phys.: Conf. Ser. 巻: 724 ページ: 012008-012008
  • DOI: 10.1088/1742-6596/724/1/012008
  • 国際共著
• [雑誌論文] Low-lying excitations in 72Ni (2016)
  • 著者名/発表者名: A.I. Morales, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 93 号: 3 ページ: 034328-034328
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.034328
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spallation reaction study for fission products in nuclear waste: Cross section measurements for ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr on proton and deuteron (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letter B 巻: 754 ページ: 104
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.12.078
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] FIRST RESULTS ON THE EXCITED STATES IN 77Cu (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Sahin, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: ACTA PHYSICA POLONICA B 巻: 47 ページ: 889-889
  • 国際共著
• [雑誌論文] Extension of the N=40 Island of Inversion towards N=50: Spectroscopy of Cr-66, Fe-70,Fe-72 (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Santamaria, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 115 号: 19 ページ: 192501-192501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.192501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low-Lying Structure of 50Ar and the N=32 Subshell Closure (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Steppenbeck, S. Takeuchi, N. Aoi, P. Doornenbal, M. Matsushita, H. Wang, Y. Utsuno, H. Baba, S. Go, J. Lee, K. Matsui, S. Michimasa, T. Motobayashi, D. Nishimura, T. Otsuka, H. Sakurai, Y. Shiga, N. Shimizu, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, R. Taniuchi, J.J. Valiente-Dobon, K. Yoneda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 号: 25 ページ: 252501-252501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.252501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Two-hole structure outside 78Ni: Existence of a μs isomer of 76Co and β decay into 76Ni (2015)
  • 著者名/発表者名: P.-A. Soderstrom, S. Nishimura, Z.Y. Xu, K. Sieja, V. Werner, P. Doornenbal, G. Lorusso, F. Browne, G. Gey, H.S. Jung, T. Sumikama, J. Taprogge, Zs. Vajta, H. Watanabe, J. Wu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 92 号: 5 ページ: 051305-051305
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.051305
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neutron-driven collectivity in light tin isotopes: Proton inelastic scattering from Sn-104 (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Corsi, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 743 ページ: 451-455
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.03.018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a total-kinetic-energy counter for high-rate experiments at ZeroDegree spectrometer (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 2014 巻: 48 ページ: 210-210
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Collectivity of neutron-rich Cr and Fe toward N=50 (2015)
  • 著者名/発表者名: V. Werner, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 107 ページ: 03007-03007
  • 国際共著
• [雑誌論文] β-Decay half-lives of 76,77Co, 79,80Ni and 81Cu: experimental indication of doubly magic 78Ni (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Y. Xu, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 3-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First campaign of the SEASTAR project (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Doornenbal, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 5-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fragmentation of 137Cs and 90Sr on proton and deuterium (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 6-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Intermediate-energy Coulomb excitation of 104Sn: Moderate E2 strength decrease approaching 100Sn (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Doornenbal, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 4-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-beam γ-ray spectroscopy of 50Ar (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Steppenbeck, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 37-37
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Study of the pygmy-dipole resonances of 132Sn and 128Sn in inelastic α-scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Tscheuschner, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 39-39
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Experimental study of isoscalar and isovector dipole resonances in neutron-rich oxygen isotopes (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Nakatsuka, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 38-38
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Coulomb excitation of 130Cd (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, R.Taniuchi, et. al,
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 48 ページ: 40-40
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] β-Decay Half-Lives of 76, 77Co, 79, 80Ni and 81Cu Experimental Indication of a Doubly Magic 78Ni (2014)
  • 著者名/発表者名: Z.Y. Xu, S. Nishimura, G. Lorusso, F. Browne, P. Doornenbal, G. Gey, H.-S. Jung, Z. Li, M. Niikura, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, J. Taprogge, Zs. Vajta, H. Watanabe, J. Wu, A. Yagi, K. Yoshinaga, H. Baba, S. Franchoo, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 3 ページ: 032505-032505
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.032505
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intermediate-energy Coulomb excitation of 104Sn: Moderate E2 strength decrease approaching 100Sn (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Doornenbal, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 90 号: 6 ページ: 061302-061302
  • DOI: 10.1103/physrevc.90.061302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for a new ‘magic number’ in 54Ca (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Steppenbeck, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 47
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decay spectroscopy around 78Ni with the EURICA setup (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Benzoni, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 47 ページ: 8-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intermediate energy Coulomb excitation of 73, 74, 75Ni (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Gottardo, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 47 ページ: 36-36
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] First spectroscopy of the Doubly-Magic 78Ni (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] First spectroscopy of the Doubly-Magic 78Ni (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: Sunflower workshop
  • 発表場所: HongKong, China
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] First spectroscopy of the Doubly-Magic 78Ni (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: INPC2016
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2016-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] Examining Signal Decomposition in Ge Tracking Detectors through Source-Based Coincidence Measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Cromaz, et. al.,
  • 学会等名: APS April Meeting 2016
  • 発表場所: Salt Lake City, Utah, USA
  • 年月日: 2016-04-18
  • 国際学会
• [学会発表] In-beam gamma-ray spectroscopy of 78Ni (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: Gamma15
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-10-01
  • 国際学会
• [学会発表] In-beam gamma-ray spectroscopy of 78Ni (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: Nuclear Structure and Dynamics III
  • 発表場所: Portroz, Slovenia
  • 年月日: 2015-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] 78Niのインビームガンマ線核分光 (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi, et. al.
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] DALI2 calibration, timing, efficiency and simulations (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: SEASTAR Analysis Workshop
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-03-10
• [学会発表] Status report of the SEASTAR experiment: DALI calibration for 78Ni excited states (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi
  • 学会等名: 3rd SUNFLOWER Workshop
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-09-15
• [学会発表] Development of a next-generation detector for in-beam γ-ray spectroscopy on exotic nuclei (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Taniuchi, H. Sakurai, P. Doornenbal, N. Kobayashi, K. Matsui, T. Miyazaki, S. Momiyama, M. Niikura, and Z.Y. Xu
  • 学会等名: Advances in Radioactive Isotope Science 2014
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-06-05
• [備考] 櫻井研究室
  • URL: http://nucl.phys.s.u-tokyo.ac.jp/sakurai_g/
• [備考] 仁科加速器研究センター
  • URL: http://www.nishina.riken.jp/index.html