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ビッグバン元素合成の鍵7Li問題の実験的検討

研究課題

研究課題/領域番号 26287058
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

久保野 茂  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員主管研究員 (20126048)

研究分担者 岩佐 直仁  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50322996)
川畑 貴裕  京都大学, 理学研究科, 准教授 (80359645)
西村 俊二  国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (90272137)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード始原的7Li問題 / ビッグバン元素合成 / 不安定核の核反応 / ビッグバン模型 / 宇宙核物理実験 / 宇宙核物理 / 元素の起源
研究成果の概要

始原的元素合成(BBN)はビッグバン模型の重要な支柱であるが、7Liは観測とBBN予測に約3倍の差があり、宇宙のLi問題として重要課題である。本研究では、原子核物理の側面を検討した。当問題に関わる未知の最重要核反応である7Be+nチャンネルの寄与を実験的に調べた。(1)7Be(n,a)4He反応と(2)7Be(n,p1)7Li反応の断面積の測定に初めて成功した。
(1)ではこれまで使われてきた仮の反応率の約1/10で、Li問題の解決にはならないことが判明した。
(2)の反応はこれまで無視されてきたが、主要既知反応7Be(n,p0)7Liと比べて有意であり、Li問題の一部を説明することが分かった。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書

研究成果

(14件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Time-Reversal Measurement of the p-Wave Cross Section of the 7Be(n; alpha) Reaction for the Cosmological Li Problem2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 118 号: 5 ページ: 052701-052701

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.052701

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Direct measurement of the 7Be(n,α)4He reaction cross sections for the cosmological Li problem2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Heavy-Ion Collisions at Near-Barrier Energies, 20--24 Feb, 2017, Hobart, Tasmania, Australia
    • 発表場所
      Hobart, Tasmania, Australia
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental Challenge to the Big-Bang Nucleosynthesis - Cosmological 7Li Problem in BBN -2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kubono, T. Kawabata, S.Q. Hou and J.J. He
    • 学会等名
      Origin of Matter and Evolution of Galaxies 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct measurement of the 7Be(n,alpha)4He reaction cross sections for the cosmological Li problem2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata, SS. Kubono, et al.
    • 学会等名
      7th Int. Conf. Heavy Ion Collisions at Near Barrier Energies 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 閾値近傍における4He(α,n)7Be反応の断面積測定12016

    • 著者名/発表者名
      高橋祐羽
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会、2016年9月21--24日、宮崎大学
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] THE FIRST MEASUREMENT OF CROSS SECTION FOR THE 7Be(n,α)4He REACTION NEAR THE THRESHOLD ENERGY2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      The International Nuclear Physics Conference, 11--16 Sep, 2016, Adelaide Convention Centre, Adelaide, Australia.
    • 発表場所
      Convention Centre, Adelaide, Australia
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THE FIRST MEASUREMET OF CROSS SECTION FOR THE 7Be(n,α)4He REACTION AT THE COSMOLOGICAL ENERGY2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      International Symposium on Nuclei in the Cosmos 2016
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-06-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] THE FIRST MEASUREMET OF CROSS SECTION FOR THE 7Be(n,α)4He REACTION AT THE COSMOLOGICAL ENERGY2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos XIV, 19--24 June, 2016, Toki Messe, Niigata, Japan
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the cross section for the 4He(α,n)7Be reaction as a possible solution to the cosmological lithium problem2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Clustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics, 23--27 May, 2016, Complesso Universitario dei SS. Marcellino e Festo, Napoli, Italy.
    • 発表場所
      Complesso Universitario dei SS. Marcellino e Festo, Napoli, Italy
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反応閾値近傍における4He(a,n)7Beの反応断面積の測定2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 憲
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 宇宙元素合成におけるリチウム7問題2018

    • 著者名/発表者名
      川畑貴裕 他
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      丸善社パリティ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 宇宙リチウム問題の解決を目指して - 原子核物理学からのアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      川畑貴裕、久保野 茂
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 宇宙誕生の謎に挑んだ大学生たち ─ビッグバン元素合成研究の重要な核反応の測定にはじめて成功2017

    • 著者名/発表者名
      川畑貴裕
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      月間「化学」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究成果: ビッグバン元素合成研究に残る最後の重要核反応確率を初測定

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2016/170203_2.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-12-27  

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