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中性子超過剰核の構造~最新技術を統合して探る新奇な核構造

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0084
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
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
研究機関大阪大学

研究代表者

小田原 厚子  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30264013)

研究分担者 西畑 洸希  九州大学, 理学研究院, 助教 (00782004)
平山 賀一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (30391733)
畠山 温  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70345073)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード中性子過剰核 / 原子核構造 / レーザー分光法 / β-n-γ核分光法 / スピン偏極ビーム / β-γ-n核分光法
研究成果の概要

中性子が非常に多い原子核の構造を精密に研究するため、スピン偏極核のβ崩壊の非等方性を利用した我々独自の手法を用い、高偏極度のスピン偏極ビームを供給可能なカナダのTRIUMFで国際共同研究を実施している。本研究では、スピン偏極Mg-31核のβ崩壊よりAl-31核の原子核構造を明らかにした。また、スピン偏極なしのMg-33核のβ崩壊よりAl-33核の原子核構造を解明するための実験を行った。さらに、高偏極度のスピン偏極ビーム生成を広い質量領域の核種へ拡大するために、アルカリ土類金属元素や、毎秒100個程度の低ビーム強度のアルカリ金属元素の原子核のビーム開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

身の回りの安定な原子核より中性子が非常に多いエキゾチックな原子核で、従来の原子核模型では理解できない不思議な構造が見つかりつつある。この質量領域の原子核は宇宙での重い元素の合成過程の通り道にあたり、原子核構造の情報は非常に重要であるが、詳細な実験データはまだまだ少ない。本研究では、中性子過剰なAl-31核の原子核構造の解明より、原子核物理学の模型へ新たな知見を与える情報を提供することができた。また、生命科学などの他分野でも重要である高偏極度のスピン偏極核の核種を拡大するためのスピン偏極ビーム開発も行った。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structure of the neutron-rich nucleus Mg302020

    • 著者名/発表者名
      Nishibata H.、Tajiri K.、Shimoda T.、Odahara A.、Morimoto S.、Kanaya S.、Yagi A.、Kanaoka H.、Pearson M. R.、Levy C. D. P.、Kimura M.、Tsunoda N.、Otsuka T.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 5 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.054327

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Resonance width for a particle-core coupling model with a square-well potential2020

    • 著者名/発表者名
      K. Hagino, H. Sagawa, S. Kanaya, A. Odahara
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2020 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz163

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of Mg31: Shape coexistence revealed by β-γ spectroscopy with spin-polarized Na312019

    • 著者名/発表者名
      Nishibata H.、Kanaya S.、Shimoda T.、Odahara A.、Morimoto S.、Yagi A.、Kanaoka H.、Pearson M. R.、Levy C. D. P.、Kimura M.、Tsunoda N.、Otsuka T.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 99 号: 2 ページ: 024322-024322

    • DOI

      10.1103/physrevc.99.024322

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] スピン偏極したNa原子核のベータ崩壊を用いた中性子過剰Mg同位体の特異な核構造の研究2018

    • 著者名/発表者名
      西畑洸希
    • 雑誌名

      原子核研究 核物理懇談会

      巻: 63 ページ: 35-44

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ベータ遅延中性子測定のための中性子検出器の開発と性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      岸本侃己、西畑洸希、小田原厚子、篠原悠介、横田望海、大上能弘 NurHafiza Mohamad Nor、下田正、市川雄一、若狭智嗣、北川淳志、佐 藤眞二
    • 学会等名
      日本物理学会 九州支部例会、熊本大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スピン偏極31Mgビームを用いた31Alの構造研究2022

    • 著者名/発表者名
      小田原厚子, 西畑洸希, 下田正, 前島大樹, 浜野友哉, 大上能弘, 大谷優里花, 金谷晋之介, 飯村俊, 関口直太, 浅川寛太, C.D.P. Levy, M.R. Pearson, J. Lassen, R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会、オンライン 2022年3月15日から19日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 33Mgのβ崩壊による中性子過剰核33Alの束縛状態と中性子非束縛状態の研究2022

    • 著者名/発表者名
      大上能弘, 小田原厚子, 西畑洸希, 下田正, 大谷優里花, 飯村俊, Nurhafiza M. Nor, 前島大樹, 金谷晋之介, 浜野友哉, 関口直太, 浅川寛太C, C.D.P. Levy, M.R. Pearson, J. Lassen, R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会、オンライン 2022年3月15日から19日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Coexistence of various structures in a narrow excitation energy region in neutron-rich Mg nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Coexistence of various structures in a narrow excitation energy region in neutron-rich Mg nuclei H. Nishibata, A. Odahara, T. Shimoda, J. Lassen, C.D.P. Levy, R. Li, M.R. Pearson
    • 学会等名
      poster session in TRIUMF Advisory Committee on TRIUMF (ACOT), Apr 23 (2021), Vancouver, Canada
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スピン偏極31Mgビームを用いた31Al核の構造研究2021

    • 著者名/発表者名
      前島大樹, 小田原厚子, 西畑洸希A, 下田正, 大上能弘, 飯村俊, 金谷晋之介, 大谷優里花, 浜野勇哉, 関口直太, 浅川寛太C, C.D.P. Levy, M.R. Pearson, J. Lassen, R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 33Mgのβ遅発中性子崩壊による中性子過剰核33Alの中性子非束縛状態の研究2021

    • 著者名/発表者名
      大上能弘、小田原厚子、西畑洸希、下田正、大谷優里花、前島大樹、 金谷晋之介、飯村俊、吉岡篤志、浜野勇哉、関口直太、浅川寛太、 C.D.P. Levy、M.R. Pearson、J. Lassen、R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子過剰核の構造解明のための新たなβ遅発中性子検出器開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡篤志、小田原厚子、飯村俊、大上能弘、前島大樹、Nurhafiza M. Nor
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure of neutron-rich Al investigated by spin-polarized Mg2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Hamano, H. Nishibata, T. Wakasa, A. Odahara, T. Shimoda, D. Maejima, Y. Okami, Y. Otani, S. Iimura, S. Kanaya, A. Hatakeyama, K.Asakawa, N.Sekiguchi, Y.Hirayama, C.D.P Levy, M.R. Pearson, J.Lassen, R. Li
    • 学会等名
      the International symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems (CLUSHIQ2020), Beppu, Jan. 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン偏極Mgのベータ崩壊を用いた中性子過剰なAl同位体の構造研究2020

    • 著者名/発表者名
      西畑洸希, 浜野友哉, 小田原厚子, 下田正, 前島大樹, 大上能弘, 大谷優里花, 金谷晋之介, 飯村俊, 関口直太, 浅川寛太, 畠山温, 平山 賀一, 若狭智嗣, C.D.P Levy, M.R. Pearson, J. Lassen, R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会,、第75回年次大会、名古屋大学、 2020年 3月
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン偏極Mgビームを用いた中性子過剰Alの構造研究2019

    • 著者名/発表者名
      濵野友哉, 西畑洸希, 小田原厚子, 下田正, 前島大樹, 大上能弘, 大谷優里花, 飯村俊, 金谷 晋之介, 畠山温, 浅川寛太, 関口直太, 平 山賀一, 若狭智嗣, C.D.P. Levy, M.R. Pearson, J. Lassen, R. Li
    • 学会等名
      日本物理学会 九州支部例会、佐賀大学、2019年11月
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏極Naビームで探る中性子過剰原子核 30Mg, 31Mgの多様な原子核構造2019

    • 著者名/発表者名
      西畑洸希
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会 九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure of neutron-rich 31Mg by β-decay spectroscopy of spin-polarized 31Na2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nishibata, S. Kanaya, T. Shimoda, A. Odahara, S. Morimoto, A. Yagi, H. Kanaoka, M. Pearson, P. Levy, M. Kimura, N. Tsunoda, T. Otsuka
    • 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
  • [備考] 大阪大学大学院 理学研究科物理学専攻 川畑研究室

    • URL

      http://nucl.phys.sci.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻 原子核実験研究室

    • URL

      http://nucl.phys.sci.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻川畑研究室ホームページ

    • URL

      http://nucl.phys.sci.osaka-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] http://nucl.phys.sci.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻原子核実験グループ

    • URL

      http://nucl.phys.sci.osaka-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2024-01-30  

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