| 研究領域 | 実験と観測で解き明かす中性子星の核物質 |
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| 研究課題/領域番号 |
24105005
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中村 隆司 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50272456)
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| 研究分担者 |
下浦 享 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10170995)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 中性子星 / 不安定核 / 中性子スキン / 核物質の状態方程式 / 中性子ハロー / ダイニュートロン相関 / 非束縛核 / 少数核子系 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、不安定核ビームを用いた中性子過剰核の直接反応による実験により、標準核密度から低密度に至る中性子過剰核物質の性質を調べ、中性子星の構造を解明することを目指している。具体的には①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰か非束縛原子核の探索、という３課題に取り組んでいる。H27年度には以下のような成果を得ている。
①中性子過剰なカルシウム同位体48,50,52Caのクーロン励起実験によるピグミー共鳴の観測を目指し、ガンマ線検出器アレー(CATANA)の建設を進めている。検出器の量産をさらに推し進めると同時に、結晶を反応標的周辺に配置するための検出器架台の建設を行った。52個のCsI(Na)シンチレータ結晶を製造し、既存の光電子増倍管と組み合わせ、検出器としてテストを行った。ほぼ全ての結晶が本研究で要求される性能を満たしていることを確認した。
② 中性子ハロー核22C, 19Bのクーロン分解反応の解析を進めた。また、29Neのクーロン分解・核力分解反応実験のデータ解析を終えた。その結果、29Neは31Neにも見られた変形誘導型ハローであることがわかった。この結果をPhysical Review C誌に発表した。
③非束縛核25,26Oの探索実験の解析が完了し、26Oの基底状態が僅かに非束縛であることを見出し、さらに第一励起状態の世界初観測にも成功した。その結果はPhysical Review Letters誌に発表しプレスリリースも行った。非束縛核27,28Oの探索実験を行いデータの取得に成功した。一方、テトラ中性子の観測結果についてもPhysical Review Letters 誌に誌上発表し、プレスリリースも行った。次世代中性子検出器のプロトタイプの製作をすすめ、読出しシステムのテストを実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、中性子過剰な核物質の性質を探り、中性子星の構造に制限を与えるための研究を行っている。具体的には①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰な非束縛原子核の探索という３課題に取り組んでいる。
①については、中性子スキン核である48,50,52Caのピグミー共鳴測定実験のため、ガンマ線検出器アレー(CATANA)の建設を進めている。前年度に引き続きCsI(Na)シンチレータ結晶を52個量産した。52個全ての性能測定を行い、量産時の加工精度に起因して数個の結晶で不具合があったものの、ほぼすべての結晶が本研究で要求される性能(662 keVのガンマ線の対するエネルギー分解能(FWHM)<9.5%)を満たすことが確認できた。またこれらの検出器用の架台を理化学研究所において建設し、実験に使用する検出器の準備がほぼ整った。
②29Neのクーロン・核力分解反応による実験研究の成果をPhysical Review Cに発表した。
③25,26Oの探索実験の解析結果をPhysical Review Letters誌で出版し、また27,28Oの探索実験を成功させた。テトラ中性子系の観測論文もPhysical Review Letter誌に発表した。
以上のように、①は実験に向けて検出器の準備が整い、②③でも順調であることから、概ね順調であるとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で進めている①中性子スキン核の核応答の研究、②希薄核密度物質中でのダイニュートロン相関の研究、③中性子数が非常に過剰な非束縛原子核の探索という３課題それぞれについて、今後の研究の推進方策を述べる。
①中性子過剰カルシウムのピグミー共鳴探索実験については、検出器の準備がほぼ終わった。数個の結晶に不具合がみつかっているガンマ線検出器アレーCATANAについて、今年度早期に修理させる。加速器側のスケジュールが整えば、H28年度後半には本実験を行える予定である。
②22C,19Bのクーロン分解反応の実験データ解析を完了させる。論文の執筆を開始する。
③昨年度取得した27O,28Oの非束縛状態探索の実験データの解析を行う。
以上の結果について理論グループ(D班）とも連携し、中性子過剰核物質の状態方程式に制限をつけることを目指す。
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