蓄積リングでの質量測定によるハロー原子核の探索

• 研究課題/領域番号: 18H03695
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 小沢 顕 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80260214)
• 研究分担者: 山口 由高 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, 技師 (40415328)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円); 2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2018年度: 36,140千円 (直接経費: 27,800千円、間接経費: 8,340千円)
• キーワード: 原子核の質量 / 蓄積リング / 不安定核 / 質量測定

研究成果の概要

理化学研究所のRIビームファクトリー(RIBF)は、現在、世界最強の不安定核ビーム（RIビーム）施設である。稀少RIリング(R3)は、不安定核、それも安定線より遠く離れた不安定核の質量測定を主目的とした、RIBFの大型基幹装置であり、2015年度より稼働を始めた。R3は、稼働間もないこともあり、まだ十分な質量の精確度を挙げられていなかった。本研究により、R3のキッカー磁石、質量測定用の検出器などのアップグレードを行い、質量の精確度をより高めることができた。今後は、ハロー原子核を含めた不安定核の質量測定を進めていく。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不安定核の蓄積リングは、質量測定だけでなく、寿命測定を行うことができる。また、多価イオンを蓄積できるので、多価状態のベータ崩壊など、通常とは異なる物理現象の観測も可能になる。理研RIビームファクトリー(RIBF)は、現在、世界最強のRIビーム施設であり、ハロー原子核を含む安定線から遠く離れた不安定核を数多く作ることができる。本研究により、RIBFの蓄積リングをアップグレードしたことで、RIBFでの不安定核研究をより高めることに貢献した。

研究成果

• [国際共同研究] IMP(中国)
• [国際共同研究] GSI(ドイツ)
• [国際共同研究] IMP(中国)
• [国際共同研究] GSI(ドイツ)
• [国際共同研究] IMP(中国)
• [国際共同研究] GSI(ドイツ)
• [雑誌論文] Development and operation of a time-of-flight detector to confirm particle storage at the Rare-RI Ring (2021)
  • 著者名/発表者名: D. Nagae et al.
  • 雑誌名: Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 巻: 986 ページ: 164713-164713
  • DOI: 10.1016/j.nima.2020.164713
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Experimental Challenges of the First Mass Measurement Campaign at the Rare-RI Ring (2020)
  • 著者名/発表者名: S. Naimi et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1643 号: 1 ページ: 012058-012058
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1643/1/012058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mass measurements for the Tz = －2 fp-shell nuclei 40Ti, 44Cr, 46Mn, 48Fe, 50Co, and 52Ni (2020)
  • 著者名/発表者名: C. Y. Fu, Y. H. Zhang M. Wang, X. H. Zhou, Yu. A. Litvinov, K. Blaum, H. S. Xu, X. Xu, P. Shuai, Y. H. Lam, R. J. Chen, X. L. Yan, X. C. Chen, J. J. He, S. Kubono, M. Z. Sun, X. L. Tu, Y. M. Xing, Q. Zeng, X. Zhou, W. L. Zhan, S. Litvinov, G. Audi, T. Uesaka, T. Yamaguchi, A. Ozawa, B. H. Sun, Y. Sun, F. R. Xu,
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 102 号: 5 ページ: 054311-054311
  • DOI: 10.1103/physrevc.102.054311
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Masses of ground and isomeric states of 101In and configuration-dependent shell evolution in odd-A indium isotopes (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, J. H. Liu, C. X. Yuan, Y. M. Xing, M. Wang, Y. H. Zhang, X. H. Zhou, Yu. A. Litvinov, K. Blaum, R. J. Chen, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 100 号: 5 ページ: 051303-051303
  • DOI: 10.1103/physrevc.100.051303
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Masses of neutron-rich 52-54Sc and 54,56Ti nuclides: The N = 32 subshell closure in scandium (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, M. Wang, K. Blaum, J. D. Holt, Yu. A. Litvinov, A. Schwenk, J. Simonis, S. R. Stroberg, Y. H. Zhang, H. S. Xu, et l.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 99 号: 6 ページ: 064303-064303
  • DOI: 10.1103/physrevc.99.064303
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First Direct Mass Measurements of Nuclides around Z=100 with a Multireflection Time-of-Flight Mass Spectrograph (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Y.、Schury P.、Wada M.、Arai F.、Haba H.、Hirayama Y.、Ishizawa S.、Kaji D.、Kimura S.、Koura H.、MacCormick M.、Miyatake H.、Moon J.?Y.、Morimoto K.、Morita K.、Mukai M.、Murray I.、Niwase T.、Okada K.、Ozawa A.、Rosenbusch M.、Takamine A.、Tanaka T.、Watanabe Y.?X.、Wollnik H.、Yamaki S.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 120 号: 15 ページ: 152501-152501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.120.152501
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isochronous mass measurements of Tz = -1 fp-shell nuclei from projectile fragmentation of 58Ni (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Zhang, P. Zhang, X. H. Zhou, M. Wang, Yu. A. Litvinov, H. S. Xu, X. Xu, P. Shuai, Y. H. Lam, R. J. Chen, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 98 号: 1 ページ: 014319-014319
  • DOI: 10.1103/physrevc.98.014319
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mass measurements of neutron-deficient Y, Zr, and Nb isotopes and their impact on rp and νp nucleosynthesis processes (2018)
  • 著者名/発表者名: Y.M. Xing, K.A. Li, Y.H. Zhang, X.H. Zhou, M. Wang, Yu.A. Litvinov, K. Blaum, S. Wanajo, S. Kubono, G. Martinez-Pinedo, et al.
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 781 ページ: 358-363
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2018.04.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New mass anchor points for neutron-deficient heavy nuclei from direct mass measurements of radium and actinium isotopes (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Rosenbusch, Y. Ito, P. Schury, M. Wada, D. Kaji, K. Morimoto, H. Haba, S. Kimura, H. Koura, M. MacCormick, H. Miyatake, J. Y. Moon, K. Morita, I. Murray, T. Niwase, A. Ozawa, M. Reponen, A. Takamine, T. Tanaka, and H. Wollnik
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 97 号: 6 ページ: 064306-064306
  • DOI: 10.1103/physrevc.97.064306
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Masses of the Tz = －3/2 nuclei 27P and 29S (2018)
  • 著者名/発表者名: C. Y. Fu, Y. H. Zhang, X. H. Zhou, M. Wang, Yu. A. Litvinov, K. Blaum, H. S. Xu, X. Xu, P. Shuai, Y. H. Lam, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 98 号: 1 ページ: 014315-014315
  • DOI: 10.1103/physrevc.98.014315
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Present status of Rare-RI Ring (R3) and mass measurements (2020)
  • 著者名/発表者名: A. Ozawa
  • 学会等名: RIBF Users Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mass measurements for Ni-isotopes in Rare-RI Ring, RIBF (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Ozawa
  • 学会等名: hina-Japan Collaboration Workshop on “Nuclear Mass and Life for Unraveling Mysteries of R-process”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mass measurements in Rare-RI Ring in RIBF (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Ozawa
  • 学会等名: Workshop on “Physics at HIAF High-Energy Beam Lines”