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パリティ移行核反応によるニュートリノレス二重ベータ崩壊の核行列要素の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K17683
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
研究機関東京大学

研究代表者

堂園 昌伯  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (60616259)

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 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードスピン双極子遷移 / 二重ベータ崩壊 / ニュートリノレス二重ベータ崩壊 / 重イオン荷電交換反応
研究成果の概要

ニュートリノ質量の絶対値を決める目的で、ニュートリノ放出を伴わない二重ベータ崩壊の探索が世界各地で行われている。崩壊寿命からニュートリノ質量を導くためには原子核の核行列要素の理論計算が必須であるが、精度向上のため、二重ベータ崩壊について、中間核のスピン双極子2-状態を経由する核行列要素成分を実験的に検証することが望まれる。本研究では2-遷移強度分布の効率的な測定を可能とするために、新反応「パリティ移行核反応」を着想し、そのための測定手法を確立した。また、実証実験を行った結果、新反応の2-遷移測定に対する有効性が示された。これにより、二重ベータ崩壊核の2-遷移測定に目処がついたといえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で確立した手法により、二重ベータ崩壊核のスピン双極子2-遷移の実態が明らかになれば、核行列要素の理論計算に対して実験的に大きな指標を与え、理論モデルの精緻化を促すと予想される。核行列要素の予言精度向上は二重ベータ崩壊寿命から導出されるニュートリノ質量の精度向上に直結するため、本研究はニュートリノの性質解明に対して大きな意義を持つ。また、本研究で開発した測定手法は、放射性廃棄物の核変換に必要な核反応の基礎データの取得実験にも用いられるなど、社会的な貢献もみせている。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [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] Proton- and deuteron-induced reactions on 107Pd at 20-30 MeV/u2019

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono et al.
    • 雑誌名

      CNS Annual Report 2017

      巻: 97 ページ: 3-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proton- and deuteron-induced reactions on 107Pd and 93Zr at 20-30 MeV/nucleon2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report 2017

      巻: 51 ページ: 99-99

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an active stopper for isomer tagging2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono et al.
    • 雑誌名

      CNS Annual Report

      巻: 96 ページ: 61-62

    • NAID

      130008157255

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parity-transfer (16O,16F(0-)) reaction to study spin-dipole 0- states2017

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report 2016

      巻: 50 ページ: 57-57

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Separated flow operation of the SHARAQ spectrometer2017

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report 2016

      巻: 50 ページ: 204-204

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アイソマー同定のためのアクティブストッパーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      堂園昌伯
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Proton-induced reactions on 107Pd at around 30MeV/nucleon: First result using slowed-down RI beams at OEDO2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Dozono
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低速RIビームを用いた107Pdの陽子・重陽子誘起反応測定2019

    • 著者名/発表者名
      堂園昌伯
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Nuclear reaction study for long-lived fission products in nuclear waste: Proton- and deuteron-induced reactions on 107Pd and 93Zr at 20-30 MeV/u2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dozono
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アイソマー同定のための新しいガンマ線手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      堂園昌伯
    • 学会等名
      平成28年度HIMAC共同利用研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] The parity-transfer (16O,16F) reaction for studies of spin-dipole excitations in nuclei2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Dozono
    • 学会等名
      International Workshop on Neutrino Nuclear Responses for Double Beta Decays and Astro-Neutrino Interactions (NNR16)
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 不安定核で切り拓くスピン・アイソスピン応答研究2016

    • 著者名/発表者名
      堂園昌伯
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学 (宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] SHARAQスペクトロメータにおける陽子-重イオン同時測定モードの開発2016

    • 著者名/発表者名
      堂園昌伯
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学 (宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Parity-transfer (16O,16F(0-)) reaction for study of spin-dipole 0- mode2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Dozono
    • 学会等名
      The 9th international Conference on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB) 2016
    • 発表場所
      Halifax (Canada)
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Separated flow operation of the SHARAQ spectrometer for in-flight proton-decay experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Dozono
    • 学会等名
      International Symposium on Modern Technique and its Outlook in Heavy Ion Science (MOTO16)
    • 発表場所
      立教大学 (東京都豊島区)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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