原子核の電気双極応答測定による対称エネルギーの研究

• 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: 25105509
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 民井 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (20302804)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 対称エネルギー / ピグミー双極共鳴 / 双極分極率 / 中性子星 / 状態方程式 / 陽子非弾性散乱 / 中性子スキン

研究実績の概要

本研究の目的は、原子核物質の状態方程式の対称エネルギー項の密度依存性を飽和密度付近において調べることにある。対称エネルギーは中性子星の性質、特に核子間相互作用による圧力、質量半径相関、中性子陽子密度比を決める鍵として注目されている。
申請者らがこれまでに開発してきた陽子非弾性散乱の手法を用い､中重安定核の電気双極応答を精密に測定した｡得られた電気双極応答から双極分極率およびピグミー双極共鳴強度を引き出し、対称エネルギーの値に強い制限を与える。原子核表面にできる中性子の層である中性子スキンを用いることが着目点の1つである。
本年度はスズ120核を標的とするデータの解析を完了し､ピグミー双極共鳴の励起強度総量を定量的に引き出すことに成功した｡これまでガンマ線で測られていた強度は実際に存在する強度のごく一部であるという画期的な成果を得た｡結果を論文にまとめてPhysics Letters B誌に投稿し掲載された｡また､スズ120核の双極分極率を引き出し､理論モデルの妥当性を検証するとともに､中性子スキン半径を0.148±0.034 fmと求めた｡対称エネルギーの密度依存性を決定する上で鍵となるデータである｡結果を論文にまとめPhysical Review Letters誌に投稿した｡現在審査中である｡
またNuclear Symmetry Energy 2014会議､SOTANCP会議､νIST会議などの国際会議招待講演､ワークショップ､研究会において成果を発表し､世界の物理研究者と結果および今後の計画に関する議論を深めた｡
平行してsd殻核のスピンM1励起強度に関する論文をまとめ､Physical Review Letters誌に投稿した｡昨年度Physical Review C誌に投稿した鉛208核の状態密度に関する論文が掲載された｡

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Low-energy electric dipole response in 120Sn (2015)
  • 著者名/発表者名: A.M. Krumbholz, P. von Neumann-Cosel, T. Hashimoto, A. Tamii, T. Adachi, C.A. Bertulani, H. Fujita, Y. Fujita, E. Ganioglu, K. Hatanaka, C. Iwamoto, T. Kawabata, N.T. Khai, A. Krugmann, D. Martin, H. Matsubara, R. Neveling, H. Okamura, H.J. Ong, I. Poltoratska et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 744 ページ: 7-12
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.03.023
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fine structure of the isovector giant dipole resonance in 208Pb: Characteristic scales and level densities (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Poltoratska 他
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 89 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevc.89.054322
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子スキンと原子核物質の状態方程式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 民井淳､銭廣十三
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 69 ページ: 6-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric dipole response of 208Pb probed by proton inelastic scattering: constraints on the neutron skin thickness and symmetry energy (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii 他
  • 雑誌名: European Physics Journal A 巻: 50 号: 2
  • DOI: 10.1140/epja/i2014-14028-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Low- and High-Energy Gamow-Teller Phonon Excitations in Nuclei (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujita, H. Fujita, T. Adachi, C. L. Bai, A. Algora, M. Honma, K. Matsuyanagi, B. Rubio, H. Sagawa, A. Tamii et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 112 号: 11 ページ: 1125021-5
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.112502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing effect of tensor interactions in 16O via (p,d) reaction. (2013)
  • 著者名/発表者名: H.J. Ong, I. Tanihata et al.,
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 725 号: 4-5 ページ: 277-281
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2013.07.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies of Electric Dipole Response in Nuclei Using the Scattering of Polarized Protons (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 雑誌名: Acta Physica Polonica B 巻: 44 号: 3 ページ: 571-580
  • DOI: 10.5506/aphyspolb.44.571
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isospin mixing of the isobaric analog state studied in a high-resolution 56Fe(3He, t)56Co reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujita, Y. Fujita, T. Adachi, H. Akimune, N. T. Botha, R. Neveling, F. D. Smit, A. Tamii et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 88 号: 5 ページ: 0543291-6
  • DOI: 10.1103/physrevc.88.054329
  • 査読あり
• [学会発表] Giant Resonancesand Their Gamma Emissivity (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 学会等名: International Workshop on Neutrino Physics and Astrophysics (νIST2015)
  • 発表場所: Istanbul University, Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] E1 and spin-M1 responses of nuclei probed by proton inelastic scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 学会等名: Neutrino Nuclear Response 2014
  • 発表場所: Osaka University, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] Electric dipole response of nuclei studied by proton inelastic scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 学会等名: 日米合同物理学会
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Hawai, USA
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-11
• [学会発表] From Neutron Rich Nuclei to Low Mass Neutron Stars (I) (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 学会等名: 日米合同物理学会ミニワークショップ「中性子星」
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Hawai, USA
  • 年月日: 2014-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] Complete measurement of Electric Dipole Response of 120Sn (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto
  • 学会等名: 4th International Symposium on the Nuclear Symmetry Energy (NuSYM14)
  • 発表場所: University of Liverpool, Liverpool, UK
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-09
  • 招待講演
• [学会発表] Spin-M1 and E1 Responses of Nuclei Probed by Proton Inelastic Scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tamii
  • 学会等名: State of the Art in Nuclear Cluster Physics (SOTANCP3)
  • 発表場所: Kanto Gakuin University, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
  • 招待講演
• [備考] プレスリリース: 原子核の中性子皮の振動の分離観測に成功
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/jp/topics/press_release-120619.pdf