超低エネルギー極限状態の中性子物理学研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04244104
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 政池 明 京都大学, 理学部, 教授 (40022587)
• 研究分担者: 延与 秀人 京都大学, 理学部, 助教授 (30213606) ; 山口 嘉夫 東海大学, 理学部, 教授 (00210378) ; 並木 美喜雄 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063288) ; 海老沢 徹 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (30027453) ; 吉城 肇 茨城大学, 工学部, 教授 (40044771)
• キーワード: 超冷中性子 / 多層膜干渉計 / 量子力学 / 時間反転 / 空間反転 / 中性子偏極 / 陽子偏極

研究概要

この重点領域研究では超低エネルギー中性子の製作法を開発し、その固有の特性を調べ、更に低エネルギー中性子と核との相互作用を研究することを目的としている。これまでに熱外中性子偏極装置を完成し、中性子捕獲反応の空間反転の非保存研究を行ってきた。また多層膜干渉計のテストを進めてきた。一方、超流動ヘリウム中で超冷中性子を発生させる試みを実行し、多くの成果を得てきた。
平成6年度は特に次のような研究成果が得られた。
・空間時間反転の研究のためにランタン核を約25%偏極させ、それに熱外中性子をあてて透過中性子偏極度を調べた。
・中性子の捕獲反応で発生するガンマ線の中性子スピンの方向に対する非対称性を精度よく調べ、ハドロン相互作用における弱い相互作用のマトリックス・エレメントを決定した。
・冷中性子の超流動ヘリウムによる透過度の測定と冷中性子の偏極法の研究を行い、この方法による超冷中性子の発生機構の解明を行った。
・時間反転の起源、及び量子力学における観測問題の研究に新しい局面を開いた。
液体窒素温度においてレーザー光装置及び動的偏極法を用いてナフタリン結晶中の陽子偏極を行い、約13%の偏極度を得た。
・多層膜を用いた冷中性子の干渉に初めて成功した。これによって冷中性子干渉という新しい手法による基礎物理学の研究に新分野を開くこととなった。
更に新しい冷中性子検出器の開発、タービン法による超冷中性子発生、スピンエコー法干渉計のテスト、単色冷中性子ビームラインの建設、冷中性子発生機構の研究、多層膜干渉計の位置制御法の研究、ホルミウム単結晶中の中性子の減偏極の測定等が行われ、それぞれ新しい成果を得ることができた。
この総括班ではこれらの研究を総括し、最も効果的に研究が進められるように有機的連携を積極的に進めた。特に研究成果の検討、及び吟味を行うため頻繁に研究検討会を行うとともに、将来に向けていかにこの分野の研究を進めて行くかについて討論を行うためのシンポジウムを開催した。また各種研究装置とその部品を共同で利用できるよう、総括班でその一部を負担した。

研究成果

• [文献書誌] 安立利一: "Test of parity violation and time reversal invariance in slow neutronabsorption reactions" Nucl. Phys. A. A577. 433-441 (1994)
• [文献書誌] 斎藤直人: "Composite particle production in relativistic Au+Pu, Si+Pt, and p+Pt collision" Phys. Rev. C. 49. 3211-3218 (1994)
• [文献書誌] 高橋義朗: "A new design of polarized target for the test of time reversal invariance in a neutron transmission experiment" Phys. Lett. B. 326. 27-30 (1994)
• [文献書誌] 吉城 肇: "Three metre long horizontal cryostat producing ultracold neutrons using superfluid liquid helium at 0.5K (Mark 3000)" Cryogenics. 34. 277-286 (1994)
• [文献書誌] 並木美喜雄: "What is wave-function collapse by measurement?" Phys. Lett. A. 187. 17-25 (1994)
• [文献書誌] 海老沢 徹: "Multilayer mirror interferometer for very cold neutrons" Nucl. Instrum. Methods A. 344. 597-606 (1994)
• [文献書誌] 清水裕彦: "Development of a solid-state detector with a ^6Li/Ti" Nucl. Instrum. Methods A. 350. 296-299 (1994)
• [文献書誌] 吉城 肇: "A flat-type ^3He proportional counter for ultracold neutron(UCN) detection" Nucl. Instrum. Methods A. 343. 573-582 (1994)
• [文献書誌] 並木美喜雄: "Dynamical quantum Zero effect" Phys. Rev. A. 50. 4582-4592 (1994)
• [文献書誌] D. L. Adams: "Measurement of single spin asymmetry for direct photon production in pp collisions 200 GeV/c" Phys. Lett. B. 345. 569-575 (1995)