室温超偏極陽子を用いた新しい不安定核分光法の開発

• 研究課題/領域番号: 16K05380
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 坂口 聡志 九州大学, 理学研究院, 准教授 (70569566)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 原子核(実験) / 原子核(理論) / 不安定核 / スピン偏極 / 弾性散乱 / 共鳴散乱 / 偏極分解能 / 偏極標的 / 実験核物理

研究成果の概要

低エネルギー不安定核ビームを用いた直接反応核分光手法の実現のため、室温で動作する偏極陽子固体標的を開発した。C型電磁石、レーザー、マイクロ波、NMRなどのサブシステムを新たに立ち上げ、九州大学加速器・ビーム応用科学センターにおいて標的システムを構築した。また、理化学研究所において陽子－ヘリウム６弾性散乱の測定を行い、相対論的インパルス近似を用いた理論解析を通じてヘリウム６のコア領域の陽子及び中性子密度分布を導出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、自然界に300種類ほど存在する安定な原子核の構造研究に重要な役割を果たしてきたスピン偏極プローブによる直接反応研究の手法を、数千種類あるとされる不安定な原子核の研究に適用するために、新たなスピン偏極技術による標的の開発を進めたものである。これにより、原子核が安定線から離れるにつれてどのように殻構造が変容するか、直接的に調べることが可能となり、核図表の広範な領域で普遍的に成り立つ原子核構造の描像の成立に寄与するものである。

研究成果

• [国際共同研究] 慶北大学(韓国)
• [国際共同研究] IPN Orsay(フランス)
• [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory(米国)
• [国際共同研究] University of Hong Kong/Beihang University(中国)
• [雑誌論文] Subbarrier fusion reactions of an aligned deformed nucleus (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Hagino and S. Sakaguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 100 号: 6 ページ: 064614-064614
  • DOI: 10.1103/physrevc.100.064614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton elastic scattering at 200 A MeV and high momentum transfers of 1.7-2.7 fm-1 as a probe of the nuclear matter density of 6He (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi (62人中2番目), et al.
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 5 号: 5 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1093/ptep/pty048
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extraction of the Landau-Migdal Parameter from the Gamow-Teller Giant Resonance in 132 Sn (2018)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda, M. Sasano, S. Sakaguchi (60人中39番目), et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 121 号: 13 ページ: 132501-132501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.121.132501
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Proton elastic scattering at 200 A MeV and high momentum transfers of 1.7-2.7 fm-1 as probe of nuclear matter density of 6He (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi (62人中2番目), et al.
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Excitation of the Isovector Spin Monopole Resonance via the Exothermic 90Zr(12N, 12C) Reaction at 175 MeV/u (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Noji, S. Sakaguchi (30人中22番目), et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Systematic analysis of inelastic alpha scattering off self-conjugate A=4n nuclei (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Adachi, S. Sakaguchi (39人中28番目), et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 97 号: 1 ページ: 014601-014601
  • DOI: 10.1103/physrevc.97.014601
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exclusive quasi-free proton knockout from oxygen isotopes at intermediate energies (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawase Shoichiro 他
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2018 号: 2 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1093/ptep/pty011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutron production cross sections for (don) reactions at 55 MeV (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakasa, S. Sakaguchi (7人中7番目), et al.
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 8 号: 8
  • DOI: 10.1093/ptep/ptx099
  • 査読あり
• [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
• [雑誌論文] Complete set of deuteron analyzing powers from dp elastic scattering at 190 MeV/nucleon (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Sekiguchi, S. Sakaguchi (31人中19番目), et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 96 号: 6 ページ: 064001-064001
  • DOI: 10.1103/physrevc.96.064001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Studies of Unstable Nuclei with Spin-Polarized Proton Target (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sakaguchi, Tomohiro Uesaka, Takashi Wakui, Sergey Chebotaryov, Tomomi Kawahara, Shoichiro Kawase, Evgeniy Milman, Tsz Leung Tang, Kenichiro Tateishi and Takashi Teranishi
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660071-1660071
  • DOI: 10.1142/s2010194516600715
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of Three-Nucleon Force Effect via Few-Nucleon Scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Wada, K. Sekiguchi, U. Gebauer, J. Miyazaki, T. Taguchi, M. Dozono, H. Sakai, N. Sakamoto, M. Sasano, Y. Shimizu, H. Suzuki, T. Uesaka, S. Kawase, Y. Kubota, C. S. Lee, T. L. Tang, K. Yako, Y. Maeda, K. Miki, H. Okamura, S. Sakaguchi, T. Wakasa
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660070-1660070
  • DOI: 10.1142/s2010194516600703
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Neutron Polarization Measurement System for Studying NN interaction in Nuclear Medium (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda, T. Wakasa, M. Dozono, T. Fukunaga, S. Gotanda, K. Hatanaka, Y. Kanaya. Y. Maeda, Y. Maeda, K. Miki, Y. Nishio, T. Noro, K. Ohnaka, S. Sakaguchi, Y. Sakemi, K. Sekiguchi, A. Tamii, T. Taguchi and Y. Wada
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660073-1660073
  • DOI: 10.1142/s2010194516600739
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Spin Studies in Few-Body Systems at Nuclotron (2016)
  • 著者名/発表者名: V. P. Ladygin, I. Dobrin, V. V. Fimushkin, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660074-1660074
  • DOI: 10.1142/s2010194516600740
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inverse kinematics (p,n) reaction studies using the WINDS slow neutron detector and the SAMURAI spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda et al.,
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. B 巻: 未定 ページ: 393-396
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2016.02.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependence of spin-polarized proton target performance on microwave resonator thickness parameter and operation temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 174-174
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Production of low-energy 4.17 MeV/nucleon 9C beam with polyethylene degrader at RIPS (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Milman, T. Teranishi, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 160-160
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of the He-filling system for the SAMURAI spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: V. Panin, S. Chebotaryov, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 168-168
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Isospin-generalized proton elastic scattering as a probe for isovector nucleon density distribution (2019)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sakaguchi
  • 学会等名: 9th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Elastic scattering of 6He from polarized proton at 200 A MeV (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi
  • 学会等名: 10th International Conference on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Proton elastic scattering from 6He at 200 A MeV measured with polarized proton target for RI-beam experiments (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi
  • 学会等名: The IX International Symposium on EXOtic Nuclei (EXON-2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Elastic scattering of polarized protons from 6He at 200 A MeV (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi
  • 学会等名: 13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Elastic scattering of polarized proton from 6He (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi
  • 学会等名: SAMURAI International Collaboration Workshop 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Status of data analysis from experiment on p-6He elastic scattering at 200 MeV/nucleon (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: Osaka University
• [学会発表] Polarized proton target at SAMURAI: Elastic scattering of 6He from polarized proton (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: SAMURAI International Collaboration Workshop 2016
  • 発表場所: Kyushu University
  • 国際学会
• [学会発表] Experiment on elastic scattering of polarized protons from neutron-rich 6He isotopes at 200 MeV/nucleon (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: Miyazaki University
• [学会発表] Search for low-lying resonances in 10N structure via 9C + p resonant scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Milman, T. Teranishi, S. Sakaguchi for RRC27 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: Miyazaki University
• [学会発表] Elastic scattering of neutron-rich 6He nuclei from polarized protons at 200 A MeV (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 22nd International Spin Symposium
  • 発表場所: University of Illinois (USA)
  • 国際学会
• [学会・シンポジウム開催] SAMURAI International Collaboration Workshop 2016 (2016)
  • 発表場所: 九州大学 伊都キャンパス（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-09-05