| 研究課題/領域番号 |
19H01929
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
寺西 高 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10323495)
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| 研究分担者 |
久保野 茂 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, 客員主管研究員 (20126048)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | トリプルアルファ反応 / ホイル状態 / 原子核実験 / 対崩壊 / 内部電子対生成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヘリウムから炭素を生成するトリプルアルファ(3α)反応は宇宙での元素合成や天体の進化を考える上で重要な核反応と考えられている。本研究では3α反応率をこれまでより高精度(±5%以下)で実験的に決定し、様々な天体進化モデルの改善に寄与することをめざす。
3α反応を支配する原子核準位として炭素12の第2励起状態(ホイル状態)が存在する。ホイル状態の全崩壊確率に対する内部電子対生成確率の比（対崩壊分岐比）の測定精度が、3α反応率の決定精度を支配していることが知られている。本研究では新考案の逆運動学α共鳴非弾性散乱法により対崩壊分岐比を高精度で実験的に決定することをめざす。
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| 研究成果の概要 |
ヘリウムから炭素を生成するトリプルアルファ(3α)反応は宇宙の進化を考える上で重要な核反応と考えられている。3α反応率は複数の原子核実験のパラメータにより決定される。その中でも炭素12第2励起状態(ホイル状態)の対崩壊分岐比は±9%の誤差で決定されており、これが、3α反応率の誤差を支配している。本研究では、この対崩壊分岐比の精度を向上させるための新しい実験手法「逆運動学α非弾性散乱法」の開発を進展させた。新たに構築した実験セットアップを用いて、反跳α粒子および電子・陽電子対を検出するテスト実験を行った。この実験結果から、計画中の本測定の実験条件を決定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トリプルアルファ反応は宇宙の進化を理解する上で重要である。本研究で開発した、ホイル状態の対崩壊分岐比のための新実験手法が、今後の本測定に適用されれば、長年の懸案であったトリプルアルファ反応率の精度向上が期待される。その結果は、さまざまな天体シミュレーションの精度向上につながる。我々の身の回りに存在する炭素の大部分はトリプルアルファ反応により生成されたと考えられており、その点で本テーマは一般社会において科学研究に対する興味を呼び起こすものであるといえる。
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