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不安定核停止標的を用いた宇宙原初リチウム7合成問題の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03980
研究種目

基盤研究(B)

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
研究機関大阪大学

研究代表者

民井 淳  大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (20302804)

研究分担者 牧井 宏之  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究職 (20425573)
山口 英斉  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (30376529)
研究協力者 小林 信行  
井上 梓  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワード宇宙リチウム問題 / ビッグバン元素合成 / 不安定核停止標的 / インプラント / 共鳴反応 / リチウム7問題 / (d,p)反応
研究成果の概要

宇宙誕生時のリチウム7合成量の計算が観測と合わない宇宙リチウム問題の解決をめざし、ベリリウム7と重陽子との共鳴反応率を100-400 keVのエネルギー領域に高精度で測定する。新開発の不安定核停止標的技術を適用する。東京大学CNSのCRIBにて6.1×10の11乗個/平方mmのベリリウム7のインプラント、神戸大学タンデムにて6.3×10の12乗個/平方mmの生成を行い、これらの標的を用いた重陽子との核反応測定に成功した。最終結果は解析中であるが、同反応の宇宙リチウム問題への寄与の決着をつけるものとなる。不安定核停止標的技術の実証実験に成功し、今後の実験展開を進める上での大きな成果となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

測定に成功したベリリウム7と重陽子との共鳴反応率は、宇宙リチウム問題において重要な反応である。現在宇宙リチウム問題の解決にむけて、宇宙論や標準理論の修正の議論、新粒子の提唱などが行われている状況であり、核物理の情報のみでどこまでこの問題を追い込めるかを見極めることは極めて大きい意義を持つ。
また、我々が開発を進めてきた不安定核停止標的という新しい技術を適用することで従来にない精度での核反応測定に成功したことは、今後の不安定核を対象とする核物理の進展に新たな潮流をもたらすものであり、同手法を用いた実験研究の飛躍的な発展をもたらす。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 13件、 招待講演 15件)

  • [国際共同研究] TU-Darmstadt(ドイツ)

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Isoscalar and isovector dipole excitations: Nuclear properties from low-lying states and from the isovector giant dipole resonance2019

    • 著者名/発表者名
      Bracco A.、Lanza E.G.、Tamii A.
    • 雑誌名

      Progress in Particle and Nuclear Physics

      巻: 106 ページ: 360-433

    • DOI

      10.1016/j.ppnp.2019.02.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Origin of fine structure of the giant dipole resonance in sd-shell nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      Fearick R. W.、Erler B.、Matsubara H.、von Neumann-Cosel P.、Richter A.、Roth R.、Tamii A.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 97 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevc.97.044325

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The (Li6,Li*6[3.56MeV]) reaction at 100 MeV/u as a probe of Gamow-Teller transition strengths in the inelastic scattering channel2018

    • 著者名/発表者名
      Sullivan C.、Kobayashi N. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 号: 1 ページ: 015804-015804

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.015804

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for weak M1 transitions in 48Ca with inelastic proton scattering2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mathy, J. Birkhan, H. Matsubara, P. von Neumann-Cosel, A. Tamii他
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevc.95.054316

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Test of the Brink-Axel Hypothesis for the Pygmy Dipole Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Martin D.、von Neumann-Cosel P.、Tamii A.、Aoi N.、Bassauer S.、Bertulani C.?A.、Carter J.、Donaldson L.、Fujita H.、Fujita Y.、Hashimoto T.、Hatanaka K.、Ito T.、Krugmann A.、Liu B.、Maeda Y.、Miki K.、Neveling R.、Pietralla N.、Poltoratska I.、Ponomarev V.?Yu.、Richter A.、Shima T.、Yamamoto T.、Zweidinger M.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 119 号: 18 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.182503

    • 関連する報告書
      2017 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] Gamma Strength Function and Level Density of 208Pb from Forward-Angle Proton Scattering at 295 MeV2016

    • 著者名/発表者名
      S. Bassauer, P. von Neumann-Cosel, and A. Tamii
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 94 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevc.94.054313

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Change of nuclear configurations in the neutrinoless double-beta decay of 130Te going to 130Xe and 136Xe going to 136Ba2016

    • 著者名/発表者名
      J. P. Entwisle, T. Furuno, T. Kawabata, M. Tsumura, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 93 号: 6 ページ: 064312-064312

    • DOI

      10.1103/physrevc.93.064312

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromagnetic M1 transition strengths from inelastic proton scattering: The cases of Ca-48 and Pb-2082016

    • 著者名/発表者名
      J. Birkhan et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 93 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevc.93.041302

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 共鳴の減衰と準位密度2019

    • 著者名/発表者名
      民井淳
    • 学会等名
      宇宙核連絡会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビッグバン元素合成における7Be(d,p)反応のリチウム7問題への寄与の研究2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 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] Study of the Contribution of the 7Be(d, p) Reaction to the 7Li Problem in Big-Bang Nucleosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      A. Inoue
    • 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] E1 Response with Inelastic Scattering of Protons2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      IIIrd Topical Workshop on Modern Aspects in Nuclear Structure -- The Many Facets of Nuclear Structure
    • 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] 初代天体の進化に関わる核反応2018

    • 著者名/発表者名
      民井淳
    • 学会等名
      日本物理学会シンポジウム「特異的天体環境における量子現象と元素合成」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Light-Ion Reaction Measurements with Radioactive Target2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      The 7th Yamada Workshop on RI Science Evolution 2018 (RISE18)
    • 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] Constraints on Nuclear EOS by Nuclear Response Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      Physics of Core-Collapse Supernova and Compact Star Formations
    • 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] Electric Dipole Response of Nuclei Studied by Proton Inelastic Scattering: Symmetry Energy, Pygmy Dipole Resonance, and the Neutron Skin Thickness2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      40th Symposium on Nuclear Physics
    • 発表場所
      Cocoyoc, Mexico
    • 年月日
      2017-01-04
    • 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] Electromagnetic Response of Nuclei Relevant to the Nuclear Equation of State Studied by Proton Inelastic Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Nuclear Chemistry
    • 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] Electric Dipole Response of NucleiStudied by Proton Inelastic Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of Unstable Nuclei (ISPUN17)
    • 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] E1・M1応答と和則2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      日本物理学会秋の分科会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electric Dipole Response of Nuclei Studied by Proton Inelastic Scattering - Symmetry Energy and Neutron Skin Thickness -2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference
    • 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] Electric Dipole Response of Nuclei Studied by Proton Inelastic Scattering - Symmetry Energy and Neutron Skin Thickness -2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      Zakopane Conference on Nuclear Physics - Extremes of the Nuclear Landscape -
    • 発表場所
      Zakopane, Porland
    • 年月日
      2016-08-28
    • 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] Nuclear Responses Studied by Proton Inelastic Scattering and the Nuclear Matter Equation of State2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      Nuclear in the Cosmos XIV (NIC2016)
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-06-19
    • 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] Constraints on the Symmetry Energy Parameters from the Electric Dipole Polarizability in 120Sn and 208Pb2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM16)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-06-13
    • 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] Electric Dipole Polarizability Studied by Proton Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      MITP Conference on Neutron Skin
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 年月日
      2016-05-17
    • 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] Electric Dipole Response of Nuclei Studied by Proton Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamii
    • 学会等名
      Interdisciplinary Germany-Japan Symposium
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2016-05-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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