発熱型反応を用いた三中性子共鳴状態探索による新しい三体力効果の研究

• 研究課題/領域番号: 15K17655
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 前田 幸重 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50452743)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 核力 / 三体力 / 中性子 / 重水素標的 / 原子核 / 原子核実験

研究成果の概要

原子核研究の基本となる核力には、二核子間力以外に三体力と呼ばれる多体相互作用が存在する。特に三中性子間に働く三体力成分は、不安定核における新しい魔法数の出現や、中性子星の状態方程式を記述する上で必要不可欠であることがわかってきた。この新しい三体力の効果を実験的に明らかにするという最終目的に向けて、本研究では、重陽子標的の開発、三中性子の同時測定を行う中性子検出器の実験シミュレーション、及び関連する実験である陽子ー重陽子分解反応の中間エネルギー領域おけるデータ解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

最近、テトラ中性子共鳴状態存在を示唆する実験結果が発表され、本研究の最終目的である三中性子共鳴状態の探索は、世界中で注目されている研究テーマである。三中性子共鳴状態の探索実験は、三中性子間に働く核力の三体力成分を直接的に測定するものであり、原子・原子核・宇宙という広い分野に大きなインパクトを与えるからである。また、本研究の遂行にあたって開発した標的や検出器は、今後様々な原子核実験で利用される可能性の高いものである。

研究成果

• [国際共同研究] Jagiellonian大学(ポーランド)
• [国際共同研究] ダルムシュタット工科大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ダルムスタット工科大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ヤゲロニアン大学(ポーランド)
• [国際共同研究] ロスアラモス国立研究所(米国)
• [国際共同研究] クラコフ大学(ポーランド)
• [雑誌論文] Coulomb breakup reactions of ^93,94Zr in inverse kinematics (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Satoshi、Nakamura Takashi、Shikata Mizuki et al.
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2019 号: 1 ページ: 01007-01007
  • DOI: 10.1093/ptep/pty138
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deuteron Analyzing Powers for dpdp Elastic Scattering at Intermediate Energies and Three-Nucleon Forces (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Sekiguchi,Y.Wada,A.Watanabe,D.Eto,T.Akieda,H.Kon,K.Miki,N.Sakamoto,H.Sakai,M.Sasano,Y.Shimizu,H.Suzuki,T.Uesaka,Y.Yanagisawa,M.Dozono,S.Kawase,Y.Kubota,C.S.Lee,K.Yako,Y.Maeda,S.Kawakami,T.Yamamoto,S.Sakaguchi,T.Wakasa,J.Yasuda,A.Ohkura,Y.Shindo,M.Tabata,E.Milman,S.Chebotaryov,H.Okamura,T.L.Tang
  • 雑誌名: Few-Body Systems 巻: 58 号: 2 ページ: 48-48
  • DOI: 10.1007/s00601-017-1213-6
  • 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] Low-lying level structure of Cu56 and its implications for the rp process (2017)
  • 著者名/発表者名: Ong W.-J.、Langer C.、Montes F.、Aprahamian A.、Bardayan D. W.、Bazin D.、Brown B. A.、Browne J.、Crawford H.、Cyburt R.、Deleeuw E. B.、Domingo-Pardo C.、Gade A.、George S.、Hosmer P.、Keek L.、Kontos A.、Lee I.-Y.、Lemasson A.、Lunderberg E.、Maeda Y.、Noji S.、Zegers R. G. T., et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 95 号: 5 ページ: 055806-055806
  • DOI: 10.1103/physrevc.95.055806
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cross sections and analyzing powers for (p,np) reactions of 2H, 6Li, and 12C and 296 MeV (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakasa, S. Sakaguchi (20人中16番目), et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 96 号: 1 ページ: 014604-014604
  • DOI: 10.1103/physrevc.96.014604
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Experimental analysis of few-body physics (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukie Maeda
  • 学会等名: The 22nd International Conference on Few-Body Problems in Physics (FB22)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Study of the three nucleon force and few-body reactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukie Maeda
  • 学会等名: The 10th China-Japan Joint Nuclear Physics Symposium (CJNP2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] analysis of pd scattering measurements at intermediate energies andthree nucleon force effects (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukie Maeda
  • 学会等名: The Fifth Joint Meeting of the DNP and the JPS (HAW2018)
  • 国際学会
• [学会発表] ELPHでの電子弾性散乱による陽子荷電半径精密測定2 (2018)
  • 著者名/発表者名: 本多佑記, 青柳泰平, 笠間桂太, 菊永英寿, 前田幸重, 宮部学, 武藤俊哉, 南波和希, 南部健一, 佐々木勝一, 須田利美, 高橋健, 高山祥汰, 玉江忠明, 時安敦史, 塚田暁, 塚本夏基
  • 学会等名: 日本物理学会2018年年次大会
• [学会発表] 陽子・重陽子による 91Y 核破砕反応の同位体生成断面積測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諏訪純貴, 渡辺幸信，川瀬頌一郎，中野敬太，金政浩，荒木祥平, 王赫，大津秀暁，千賀信幸，櫻井博儀，栂野泰宏，武内聡，中村隆司，前田幸重
  • 学会等名: 日本原子力学会2017年春の年会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] 不安定核132Sn の逆運動学陽子弾性散乱測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 銭廣十三, 上坂友洋, 寺嶋知, 松田洋平, 坂口治隆, 津村美保, 村上哲也, 大田晋輔, 道正新一郎, 堂園昌伯, 高木基伸, 坂口聡志, 前田幸重, 原田知也, 那須裕, 岡本潤, 谷上幸星, YANG Zaihong, CHEBOTARYOV Sergey, MILMAN Evgeniy V., KRASZNAHORKAY Attila, Leblond SylvainI, Lokotko TarasI, et al
  • 学会等名: 日本物理学会2017年年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 陽子・重陽子による91Y核破砕反応の同位体生成断面積測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諏訪純貴，渡辺幸信，川瀬頌一郎，中野敬太，金政浩，荒木祥平, 王赫，大津秀暁，櫻井博儀，栂野泰宏，武内聡，中村隆司，前田幸重
  • 学会等名: 日本原子力学会2017春の年会
• [学会発表] 90Sr および 89Rb, 88Kr, 91Y の相互作用断面積測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 親跡和弥, 武智麻耶, 大坪隆, 王赫, 大津秀暁, 櫻井博儀, 安得順, 合川正幸, P. Doornenbal, 福田直樹, 磯部忠明, 川上駿介, 小山俊平, 久保敏幸, 久保野茂, G. Lorusso, 前田幸重, 牧永綾乃, 籾山悟至, 中野敬太, 新倉潤, 志賀慶明, P. A.S derstrm, 鈴木宏, 竹田浩之, 武内聡, 谷内稜, 渡部康, 渡辺幸信, 山崎隼汰, 吉田光一
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] 56Fe, 93Nb標的による53.3MeV陽子ビームの弾性散乱と(p,d)反応の微分散乱断面積測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷上幸星、後藤真太朗、前田幸重、松田達郎、坂口治隆、山本達也、大江星斗、篠田英哲
  • 学会等名: 日本物理学会2016年年次大会
  • 発表場所: 東北学院大
  • 年月日: 2016-03-19