研究課題
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139Laの中性子吸収反応では基本相互作用におけるCP対称性の破れが百万倍以上増幅されていることが近年明らかになった。これにより未知のCP対称性の破れを今までにない感度で探索できる可能性が示唆され、国内外で注目されている。一方でCP対称性の破れの増幅率には未だ不定性があり、これを最終的に決定することが本研究の目的である。本研究では中性子偏極デバイス:3Heスピンフィルターの高性能化を行い、従来は偏極が難しかったeV領域の中性子偏極を達成する。これを用いて、139Laの偏極中性子吸収反応に伴って放出されるγ線の放出方向のアシンメトリを測定し、139LaのCP対称性の破れ増幅率を決定する。
本研究では139La+n複合核におけるCP対称性の破れの増幅率決定のために、139Laの偏極中性子吸収に伴うγ線放出角度分布測定行うことを目的としている。本研究ではまず中性子偏極デバイス:3Heスピンフィルタの開発を行い、J-PARCで性能の良い3Heスピンフィルタを開発することに成功した。本装置をJ-PARCの中性子ビームラインANNRIに導入し、139Laの偏極中性子吸収時に放出されるγ線の角度分布を測定したところ、特定の遷移で放出されるγ線に中性子スピン方向依存する角度分布が存在することを発見した。現在この結果を解釈するための理論的研究が共同研究者と共に行われている。
現在我々の宇宙には反物質はほとんど存在せず、物質のみで構成されている。これを説明するためには既存の理論体系を超えるようなCP対称性の破れが存在しているはずであるが、未だ未発見である。本研究は原子核の中性子吸収反応時にCP対称性の破れが増幅される現象を利用して、未知の物理現象探す計画の一環であり、原子核内におけるCP対称性の破れの増幅率の決定に大きく貢献する。また、本研究で開発した中性子ビームの偏極技術は物性研究や、生命科学、工学など様々な分野への応用が可能である。特に1eV程度のエネルギーが高い中性子の偏極がJ-PARCで実現されたことは今後の中性子科学の発展に大きく貢献するものである。
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)
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