| 研究課題/領域番号 |
21K13947
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
田中 聖臣 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, 基礎科学特別研究員 (70838143)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 不安定原子核 / 魔法数 / 相互作用断面積 / 荷電変化断面積 / 物質半径 / 荷電半径 / 中性子スキン / 核半径 / 中性子過剰核 / 不安定核 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
魔法数を超えた領域で荷電半径の異常増大現象が数多く報告されている。この現象の起源は未だ不明であるが、中性子スキン厚・物質半径が重要な役割を担うことが近年指摘された。
この現象を解明すべく、本研究では二重魔法数核132Snを跨ぐ領域でSn同位体の中性子スキ ン厚・物質半径を測定する。特に中性子スキン厚の測定は、荷電変化断面積と相互作用断面積を組み合わせた手法を用いることで、荷電半径データがない135-137Snのような超中性子過剰核での測定も可能とする。そして、有力視されている複数の理論計算と実験データの比較から、どのような相互作用がこの新奇メカニズムの原因であるか突き止めるを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、魔法数を跨ぐ領域で発現する原子核半径の増大現象の起源を明らかにするべく、スズ同位体の物質半径および中性子スキン厚を二重魔法数核132Snをまたぐ領域で系統的に測定する。特に中性子スキン厚について、相互作用断面積と荷電変化断面積を組み合わせた測定手法を用いることで、荷電半径データがない超中性子過剰スズ同位体での測定を実現させる。そして、半径増大現象の起源として有力視されている効果を取り込んだ理論計算と実験データの比較から、どのような相互作用がこの新奇メカニズムの原因であるか突き止めることを目指す。
令和3年度は、下記二点で進捗を得た。まず第一に、本研究課題の主軸を担う荷電変化断面積による荷電変化断面積導出法に関する成果をまとめて原著論文として出版した。この成果により、荷電半径データが既存手法で測定されてない133,135-137Snのような超中性子過剰核においても、相互作用断面積測定と組み合わせることで、単独実験で中性子スキン厚を導出することが可能となった。特にこれら超中性子過剰核は、本研究課題で明らかにする現象に対して高い感度を持つ。
次に、理研RIBF施設にて相互作用断面積および荷電変化断面積測定の実験準備を進めた。2022年12月にCa同位体に対する実験を行うべく準備を完了させていたが、残念ながら実験予定日の数日前に施設加速器の不具合により実験延期を余儀なくされた。施設復旧後、すぐに実験が行われることが期待される。本研究課題のSn同位体に対する実験も同理由により本年度実施することができなかったが、準備は完了しているため施設復旧が待たれる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究実績の概要で述べた通り、本研究課題のSn同位体に対する実験を実施することができなかった。本研究と同じ研究動機にて実施するCa同位体に対する実験に関しても同様である。理由は、実験施設の加速器の不具合によるものである。2023年度秋に復旧することが期待されるため、復旧後すぐの実験実施を見込んでいる。なお、実験準備はすでに完了している。
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| 今後の研究の推進方策 |
Sn同位体に関する実験を2023年度中に理研RIBF施設にて実施することを目指す。また、2022年度に実施延期となったCa同位体に対する実験は少なくとも完了させ、2023年度内に実験データ解析を進めて成果を得られるように事前の準備を進めて行く。
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