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An advanced in-trap deflector for background-free nuclear mass measurements

研究課題

研究課題/領域番号 21K13951
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

Rosenbusch Marco  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, 特任助教 (50790945)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードNuclear Structure / Nuclear Astrophysics / Ion Traps / Ion Manipulation / MRTOF-MS / Isotope Separation / Background Reduction / in-MRTOF ion selection / mass spectrometry / ion separation methods / decay-spectroscopy / ion background reduction / MRTOF質量分光器 / 原子核質量 / 低エネルギー実験 / 多粒子シミュレーション / イオン選別技術
研究開始時の研究の概要

The study of rare exotic isotope masses is a fundamental tool to study nuclear interactions at the outskirts of the nuclear chart. Multi-reflection time-of-flight mass measurements of new rare species become challenging as the yields are particularly low. Future success requires background-free measurements enabled by effective and precise techniques for ion separation during storage. In this research project an in-trap deflector for multi-reflection time-of-flight mass spectrometry will be developed and used to suppress ionic background and to measure rare ions produced at BigRIPS/RIKEN.

研究成果の概要

本研究では、理研RIBFのオンライン多重反射飛行時間型質量分析計のための新しいデフレクタ(in-MRTOF deflector: IMD)を開発した。これを使用することで、不純物イオンを全て除去し、目的の複数質量のイオンのみを検出できる。IMDを3つのMRTOFシステムに設置し、その各々でオンライン精密質量測定に成功した。BigRIPS実験において73-75Niの質量を同時に測定し、GARIS-II実験では257,258Dbの超重元素の質量を測定した。さらにIMDを利用し、ヘリウムガス中でのイオン荷電分布の元素依存性を初めて系統的に測定できるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

In this research project, a new tool was developed to obtain backgound-free spectra in an MRTOF mass spectrometer for radioactive ions. Mass measurements of exotic nuclei are a fundamental tool for the study of nuclear properties far away from stability, astrophysics, and fundamental interactions.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Study of the N = 32 and N = 34 Shell Gap for Ti and V by the First High-Precision Multireflection Time-of-Flight Mass Measurements at BigRIPS-SLOWRI2023

    • 著者名/発表者名
      Iimura S.、Rosenbusch M.、Takamine A.、Tsunoda Y.、Wada M.、Chen S.、Hou D.S.、Xian W.、Ishiyama H.、Yan S.、Schury P.、Crawford H.、Doornenbal P.、Hirayama Y.、Ito Y.、Kimura S.、Koiwai T.、Kojima T.M.、Koura H.、Lee J.、Liu J.、Michimasa S.、Miyatake H.、Moon J.Y.、Naimi S.、Nishimura S. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 130 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.130.012501

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The new MRTOF mass spectrograph following the ZeroDegree spectrometer at RIKEN’s RIBF facility2023

    • 著者名/発表者名
      Rosenbusch M.、Wada M.、Chen S.、Takamine A.、Iimura S.、Hou D.、Xian W.、Yan S.、Schury P.、Hirayama Y.、Ito Y.、Ishiyama H.、Kimura S.、Kojima T.、Lee J.、Liu J.、Michimasa S.、Miyatake H.、Moon J.Y.、Mukai M.、Naimi S.、Nishimura S.、Niwase T.、Sonoda T.、Watanabe Y.X.、Wollnik H.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1047 ページ: 167824-167824

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167824

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved mass measurements on 257Db by decay-correlated mass spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Schury P., Niwase T., Wada M., et al.
    • 雑誌名

      Riken Accelerator Progress Report

      巻: 55 ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Initial mass measurements on 258Db by decay-correlated mass spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Schury P., Niwase T., Wada M., et al.
    • 雑誌名

      Riken Accelerator Progress Report

      巻: 55 ページ: 7-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New developments and progress of the ZD-MRTOF system in 20212022

    • 著者名/発表者名
      Rosenbusch M., Wada M., Takamine A., et al.
    • 雑誌名

      Riken Accelerator Progress Report

      巻: 55 ページ: 86-86

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The new MRTOF spectrograph for nuclear masses following RIBF's ZeroDegree spectrometer, featuring new methodologies for ion selection and mirror optimization2022

    • 著者名/発表者名
      M. Rosenbusch, M. Wada, S. Chen, A. Takamine, S. Iimura, D. Hou, W. Xian, S. Yan, P. Schury, Y. Ito, H. Ishiyama, S. Kimura, J. Lee, J. Liu, S. Michimasa, H. Miyatake, J. Y. Moon, S. Nishimura, S. Naimi, T. Niwase, H. Wollnik
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Meth A (under review now). See arxiv link: https://doi.org/10.48550/arXiv.2110.11507

      巻: arXiv:2110.11507 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Exploring exotic nuclei by high-precision MRTOF mass measurements: The new ion catcher and mass spectrograph at RIKEN's RIBF facility2023

    • 著者名/発表者名
      M. Rosenbusch
    • 学会等名
      RIBF seminar at RIKEN
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Exploring exotic nuclei by high-precision MRTOF mass measurements: The new ion catcher and mass spectrograph at RIKEN's RIBF facility2022

    • 著者名/発表者名
      M. Rosenbusch
    • 学会等名
      Trapped Charged Particles
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New high-precision nuclear mass studies by the first MRTOF mass spectrometer at the BigRIPS facility2022

    • 著者名/発表者名
      M. Rosenbusch
    • 学会等名
      TCHoU workshop, Tsukuba University
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-precision mass measurements for astrophysics and nuclear structure studies using the new ZD-MRTOF system2022

    • 著者名/発表者名
      M. Rosenbusch
    • 学会等名
      UKAKUREN workshop, Osaka University
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New mass measurements of exotic nuclides by the first MRTOF setup at BigRIPS/RIKEN2021

    • 著者名/発表者名
      Marco Rosenbusch
    • 学会等名
      Japanese Physical Society spring meeting 2020
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The new MRTOF Mass Spectrograph at the ZeroDegree spectrometer2021

    • 著者名/発表者名
      Marco Rosenbusch
    • 学会等名
      Japanese Physical Society autumn meeting 2020
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The new MRTOF Mass Spectrograph at the ZeroDegree spectrometer2021

    • 著者名/発表者名
      Marco Rosenbusch
    • 学会等名
      16th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] general website of the Wako Nuclear Science Center

    • URL

      https://research.kek.jp/group/wnsc/en/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 16th International Symposium on Nuclei in the Cosmos2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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