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中性子過剰核11Liは核半径の測定から異常に大きな核半径を持つ中性子ハロー核であることが知られており、その低励起の共鳴状態(11Li*と書く)にはハロー核特有のモードであるソフトダイポール共鳴の存在が予言されてきた。しかし、その実在は未だ明らかではない。
この研究背景のもと、2013年6月にカナダTRIUMF研究所にて11Liの陽子非弾性散乱の実験を行った。11Liを非弾性散乱により励起させることで 11Li*の性質を調べることができる。
実験を行ったビームラインは2012年のコミッショニング実験を経て新たに完成し、本実験が不安定核ビームを用いた始めての実験であった。ISOL型加速器により6A MeVに加速された11Liを新たに導入した50μmの窓なし固体水素標的(SHT)に入射した。反跳陽子をストリップ型シリコン検出器(YY1)とCsI(Tl)検出器により散乱角度とエネルギ－を測定した。また散乱された11Li*は9Liと2中性子に崩壊する。9Liはシリコン検出器S3d1とS3d2で散乱角度とエネルギ－を測定した。陽子と11Liを選ぶと弾性散乱、9Liを選ぶと非弾性散乱のチャンネルを見ることができる。
弾性散乱のチャンネルから運動学曲線と反応のQ値スペクトルが得られ、これらから本実験セットアップにおける励起エネルギーの分解能が標準偏差で250keVであることが分かった。
非弾性散乱のチャンネルから11Li*の低励起スペクトルが得られた。これにより11Li*の励起エネルギ－をほぼ特定出来た。
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