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RIビームの核反応によるテトラ中性子共鳴の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16H02177
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2020, 2022)
東京大学 (2016-2019)

研究代表者

下浦 享  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 協力研究員 (10170995)

研究分担者 道正 新一郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80392140)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
46,150千円 (直接経費: 35,500千円、間接経費: 10,650千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
キーワードRIビーム / 中性子多体系 / 質量欠損核分光 / 荷電交換反応 / アルファノックアウト反応 / 多核子移行反応 / 原子核物理学
研究成果の概要

二重荷電交換反応4He(8He,8Be)の質量欠損スペクトルにおいて、閾値近傍に4事象発見されたテトラ中性子共鳴の候補の検証を行うことが目的である。同実験の再測定、および無反跳の4中性子を生成可能な、α粒子ノックアウト反応8He(p,pα)の測定が実施された。前者では、エネルギー較正手法を改良した同反応の測定を約2倍のビーム強度で実施し、共鳴候補のエネルギーの系統誤差が約1/10に改善したほぼ同等のスペクトルが得られている。後者では、10倍以上の統計で同じ特徴をもつスペクトルが得られ、テトラ中性子共鳴候補のエネルギーと幅が決定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

中性子だけで構成された原子核-原子番号0の元素-の存在は原子核物理学における60年以上にわたる課題であった。本研究の開始直前に発表された4事象発見されたテトラ中性子共鳴の候補は、準安定な状態として4中性子が存在する可能性を示唆した。本研究はこれを検証することを目的に再測定と全く異なる反応を用いた測定を行い、その結果、閾値直上に強く相関したテトラ中性子状態が存在することを示した。

報告書

(6件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 9件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 23件、 招待講演 24件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] IPC-CAEN/IPN-Orsay(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ダルムシュタット工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IBS(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IPC-Caeb/IPN-Orsay(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Darmstadt工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] LPC-Caen/IPN-Orsay(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Darmstadt工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] LPC-Caen/IPN-Orsay(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Darmstadt工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] LPC-Caen/IPN-Orsay(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of a correlated free four-neutron system2022

    • 著者名/発表者名
      M. Duer, T. Nakamura, Y. Togano et al.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 606 号: 7915 ページ: 678-682

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04827-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study of 4n by Directly Detecting the Decay Neutrons2021

    • 著者名/発表者名
      Huang S.W., Nakamura T., Togano Y., et al.
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62 号: 4 ページ: 1021-7

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01691-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extended Migdal-Watson formula to evaluate background strength in binary breakup reactions2021

    • 著者名/発表者名
      R. Nakamoto, M. Ito, A. Saito and S. Shimoura
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 104 号: 3 ページ: 034602-034602

    • DOI

      10.1103/physrevc.104.034602

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/1880e9c3-a413-4c15-a3e4-1147c471258b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuum Strength of Direct Breakup Induced by External Isoscalar Field2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto R.、Ito M.、Saito A.、Shimoura S.
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62 号: 4 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01669-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New energy-degrading beamline for in-flight RI beams, OEDO2020

    • 著者名/発表者名
      Michimasa S.、Imai N.、Dozono M.、Hwang J.W.、Kondo Y.、Nakamura T. et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 463 ページ: 143-147

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2019.06.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental study of <sup>4</sup>n with <sup>8</sup>He(p,2p) reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Huang S. W., Yang H.、Shimoura S., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1643 号: 1 ページ: 012090-012090

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012090

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance of the OEDO beamline2020

    • 著者名/発表者名
      J.W. Hwang, S. Michimasa, K. Yamada et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1643 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012035

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] OEDO, the energy-degrading beamline at RI Beam Factory2019

    • 著者名/発表者名
      Michimasa Shin'ichiro, Hwang Jongwon, Yamada Kazunari, Shimoura Susumu, et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 4

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Angle-tunable wedge degrader for an energy-degrading RI beamline2019

    • 著者名/発表者名
      Hwang Jongwon, Michimasa Shin'ichiro, Shimoura Susumu, et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 4

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz028

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct reactions as quantum probes for nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      Shimoura Susumu
    • 雑誌名

      The European Physical Journal Plus

      巻: 133 号: 11 ページ: 463-473

    • DOI

      10.1140/epjp/i2018-12343-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] テトラ中性子の探査2017

    • 著者名/発表者名
      下浦 享
    • 雑誌名

      ISOTOPE NEWS

      巻: 749 ページ: 7-9

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] RIビームを用いたテトラ中性子研究2017

    • 著者名/発表者名
      下浦 享
    • 雑誌名

      原子核研究

      巻: 61 ページ: 70-77

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] High-resolution spectroscopy with SHARAQ and advice on HIHR2022

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      Second International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experiments on tetra-neutron resonance2022

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      Developments of Physics of Unstable Nuclei (YKIS2022b)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OEDO -- Slowing-Down Beam Line in RIKEN RIBF2022

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      DREB22 - Direct Reactions with Exotic Beams
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テトラ中性子と多体相関2022

    • 著者名/発表者名
      下浦 享
    • 学会等名
      RCNP研究会「低エネルギー核物理と高エネルギー天文学で読み解く中性子星」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system studied by RI-beam experiment2022

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      The 15th Asia Pacific Physics Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非束縛少数多体系の物理2022

    • 著者名/発表者名
      下浦 享
    • 学会等名
      市村宗武先生講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct Reactions as Quantum Probes of Nuclear System2020

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会 Joint Symbosium of JPS Nuclear Physics and Physical Review C
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Few-neutron systems2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      Mini-workshop on "New aspects of few-nucleon systems and related topics"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OEDO project - Slowing-Down Beam Line in RIKEN RIBF2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      XXIII Interantional School on Nuclear Physics (Varna 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slowing-Down Beam Line at RIKEN RIBF -- OEDO2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Shimoura
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference 2019 (APPC14)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二重荷電交換反応4He(8He,8Be)反応の再測定II2019

    • 著者名/発表者名
      S. Masuoka et al.
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Tetra-neutron and few-body correlations studied by RI-beam experiments2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      New Frontiers in Nuclear Physics and Astrophysics, Antalya, Turkey
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetraneutron system populated by double-charge exchange reactions using RI beam2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by RI-beam induced reactions2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Few-Body Problems in Physics (FB22)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of the "tetra-neutron" system via the 4He(8He,8Be) reaction2018

    • 著者名/発表者名
      S. Masuoka et al.
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by nuclear reactions using RI-beam2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      Multiparticle resonances in hadrons, nuclei, and ultracold gases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by exothermic double-charge exchange reaction2017

    • 著者名/発表者名
      下浦 享
    • 学会等名
      基研研究会「核力に基づく核構造、核反応物理の展開」
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by reaction of exotic beam2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      ESNT Workshop on Dynamics of highly unstable exotic light nuclei and few-body systems
    • 発表場所
      Saclay (France)
    • 年月日
      2017-01-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system studied by (8He,8Be) reaction2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      GANIL Workshop on Nuclear Structure and Reaction Theories: Building Together for the Future
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by RI-beam experiments2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      Critical Stability of Quantum Few-Body Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by RI-beam induced reactions2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      実験と観測で解き明かす中性子星の核物質
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system studied by 4He(8He,8Be)2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      Workshop on Nuclear Cluster Physics (WNCP2016)
    • 発表場所
      関東学院大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system studied by 4He(8He,8Be)2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      ECT* Workshop on Physics beyond the limits of stability: exploring the continuum
    • 発表場所
      Trento (Italy)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron system populated by exothermic double-charge exchange reaction 4He(8He,8Be) reaction at 190 MeV/u2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      22nd International Spin Symposium
    • 発表場所
      Champaign, IL (USA)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charge Exchange Reaction of RI Beam to Populate Exotic States2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference (INPC2016)
    • 発表場所
      Adelaide (Australia)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental studies of the tetra-neutron system by using RI-beam2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      The 23rd European Conference on Few-Body Problems in Physics
    • 発表場所
      Aarhus (Denmark)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tetra-neutron states populated by 4He(8He,8Be) reaction2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      The 9th international conference on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB2016)
    • 発表場所
      Halifax (Canada)
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tetraneutron states populated via 4He(8He,8Be) reaction2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimoura
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Clustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics (Cluster16)
    • 発表場所
      Naples (Italy)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 4個の中性子だけでできた原子核を観測

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220623_1/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2024-01-30  

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