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機械学習を用いた粒子識別技術の開発とマグネシウム24における6α状態の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19J20784
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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
研究機関京都大学

研究代表者

藤川 祐輝  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードクラスター構造 / アルファ凝縮状態 / 波形解析 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

本研究では、24Mg原子核におけるα凝縮状態を探索し、低密度核物質についての知見を得ることを目的とし、機械学習を用いた粒子識別技術の開発、開発した技術を用いた12C+12C共鳴散乱からの多重崩壊粒子測定を行う。
α凝縮状態探索では、励起状態から放出される複数の低エネルギーα粒子を測定する必要がある。そのために、12C+12C共鳴散乱を用いて崩壊粒子の放出方向を前方角度に集中させ、半導体検出器で崩壊粒子を検出する。この時、様々な崩壊粒子が放出されるため、その中からα粒子を識別しなければならない。本研究では、機械学習による波形解析を導入し、従来手法では粒子識別が不可能な条件下での測定を可能とする。

研究実績の概要

本研究は、低密度核物質についての知見を得るために、24Mg原子核におけるα凝縮状態の探索実験を行うことを目的としている。その方法として、12C+12C共鳴散乱からの多重崩壊粒子測定を行う予定である。α凝縮状態探索では、励起状態から放出される複数の低エネルギー崩壊α粒子を測定する必要がある。この時、α粒子の他にも様々な崩壊粒子が放出されるため、その中からα粒子を識別しなければならないが、低エネルギーでの粒子識別は非常に困難である。そこで本研究では、機械学習を用いた波形解析を導入し、この困難を克服する計画である。
今度前半には、日本原子力開発機構タンデム加速器において、全検出器セットアップを用いてのテスト実験を行った。本テスト実験において全チャンネルでの粒子識別性能の評価を行い、物理データの測定に向けて十分な性能であることを確認した。
本年度後半に同施設において、12C+12C共鳴散乱実験を実施し、データ取得を完了した。順次、データ解析を進めており、その結果を日本物理学会において報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] First experimental determination of the radiative-decay probability of the 3-1 state in 12C for estimating the triple alpha reaction rate in high temperature environments2021

    • 著者名/発表者名
      M. Tsumura,S. Kubono, et al.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 817 ページ: 136283-136283

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136283

    • 関連する報告書
      2021 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] Candidates for the 5α condensed state in 20Ne2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi S.、Fujikawa Y.、Kawabata T.、Akimune H.、Doi T.、Furuno T.、Harada T.、Inaba K.、Ishida S.、Itoh M.、Iwamoto C.、Kobayashi N.、Maeda Y.、Matsuda Y.、Murata M.、Okamoto S.、Sakaue A.、Sekiya R.、Tamii A.、Tsumura M.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 819 ページ: 136411-136411

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136411

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 原子核におけるα凝縮状態の探索2023

    • 著者名/発表者名
      藤川祐輝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 12C+12C共鳴散乱を用いた24Mgにおける6α凝縮状態の探索2022

    • 著者名/発表者名
      藤川祐輝
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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