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錫132の巨大単極共鳴測定による中性子核物質の非圧縮率の研究

公募研究

研究領域実験と観測で解き明かす中性子星の核物質
研究課題/領域番号 15H00834
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

大田 晋輔  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60548840)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード核物質状態方程式 / 巨大単極共鳴 / アクティブ標的 / 大強度ビーム粒子識別 / 不安定核ビーム / 逆運動学ビーム実験 / 重陽子非弾性散乱 / 中性子星
研究実績の概要

本研究の目的は中性子物質の非圧縮率の精度を格段に向上させることである。そのために世界に先駆けて錫132不安定核における巨大単極共鳴のエネルギー決定を行うことを目標としている。
実験を理化学研究所加速器施設RIBFにおいて行った。最適化した読み出しパッドおよび改良を行ったシリコン検出器を含むアクティブ標的システムと、大強度ビーム利用を可能にする粒子識別検出器群を利用して10日間のデータ収集を行った。実験遂行にあたってはそれぞれの検出器に精通した共同研究者約40名の協力を得た。この実験において、アクティブ標的を用いて原子核反応の反応点近傍を精度よく測定することにより錫領域の不安定核における単極遷移強度の測定を世界で初めて実現させた。
データ解析では精度のよいデータを得るためのアルゴリズム開発を進め、励起エネルギーで1MeV以下の分解能が得られることがわかった。典型的な巨大単極共鳴の幅である4MeVと比べて良い分解能が達成できている。一方で演算時間がデータ解析サーバの購入ではまかないきれないということが明らかになったため、28年度に完成した東京大学のスーパーコンピューティングシステムReedbushを利用することとした。これにより20TBを超えるデータ解析も可能になった。
バックグラウンド事象となるものは重陽子の分解による陽子であるが、その事象がエネルギー損失プロファイルの比較から分離可能であることがわかり、巨大単極共鳴に対応するエネルギー領域に有意なイベント数が認められている。これらの結果を国際会議および国内学会に置いて発表した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ノートルダム大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] GSI(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] KVI(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA, Saclay(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京航空航天大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 重水素アクティブ標的を用いた錫領域不安定核の巨大単極共鳴の測定2017

    • 著者名/発表者名
      大田晋輔
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CNS Active Target2017

    • 著者名/発表者名
      大田晋輔
    • 学会等名
      新学術領域「中性子星核物質」第二回検出器ワークショップ
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CNS Active Target (CAT) for high-intensity beam experiment and the first experiment at RIBF2016

    • 著者名/発表者名
      大田晋輔
    • 学会等名
      Workshop on Software for Time Projection Chambers for Nuclear Physics Experiments
    • 発表場所
      Michigan (US)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 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] GMRで探る状態方程式2016

    • 著者名/発表者名
      大田 晋輔
    • 学会等名
      宇宙核物理連絡協議会研究会
    • 発表場所
      国立天文台三鷹キャンパス(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 理研RIBF BigRIPSにおける大強度不安定核ビームの粒子識別の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大田 晋輔
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学 (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アクティブ標的を用いた錫132近傍原子核の巨大単極共鳴測定2015

    • 著者名/発表者名
      大田 晋輔
    • 学会等名
      アイソスカラー型単極遷移で探る原子核の励起状態とクラスター構造
    • 発表場所
      大阪大学RCNP (大阪府茨木市)
    • 年月日
      2015-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On pn-pair transfer/pick-up reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke OTA
    • 学会等名
      2nd International Workshop and 12th RIBF Discussion on Neutron-Proton Correlations
    • 発表場所
      香港 (中国)
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Using TPC to Study ISGMR/ISGDR2015

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke OTA
    • 学会等名
      Science with SpRIT TPC Workshop
    • 発表場所
      理化学研究所 (埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Active Target Development in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke OTA
    • 学会等名
      Workshop on Active Targets and Time Projection Chambers for Nuclear Physics Experiments
    • 発表場所
      ミシガン州イーストランシング (米国)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] アクティブ標的プロジェクト

    • URL

      http://www.cns.s.u-tokyo.ac.jp/~ota/ja/project/cat/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 核物質の状態方程式

    • URL

      http://www.cns.s.u-tokyo.ac.jp/~ota/ja/project/nuclear-matter/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-28  

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