| 研究課題/領域番号 |
15K05104
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤田 佳孝 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (60093457)
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| 研究分担者 |
民井 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (20302804)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ガモフテラー遷移 / 弱い相互作用 / ベータ崩壊 / 荷電交換反応 / rp-過程元素合成 |
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| 研究実績の概要 |
宇宙のマクロな骨格は、重力と電磁気力の協調で形成されている。しかしミクロな元素合成に目を向けると、強大な核力(強い相互作用)は当然として、意外にも弱い相互作用の働きが大きい事に目をみはる。超新星爆発や中性子星の融合に伴う高温高密度状態でのニュートリノ起源の元素合成は典型例である。ニュートリノは弱い相互作用のみで元素合成に関与する為、ニュートリノそのものを使っての元素合成研究は、相互作用の弱さ故に絶望的である。さらに陽子過剰核でのrp過程(rapid proton process) 元素合成で重要な、弱い相互作用によるベータ崩壊の研究では、半減期から反応速度(遷移強度)の絶対値が決まるが、崩壊測定ゆえに高励起状態への遷移及びその寄与を研究できない。
そこで強い相互作用で起こる荷電交換反応が逆ベータ崩壊のように振る舞い、しかも高励起状態の寄与も研究可能であることに目をつけた。弱い相互作用で起こる荷電交換遷移で重要なガモフテラー(GT)遷移の詳細を、軽いsd-殻核、巨星の核となる鉄、コバルト、ニッケル等のpf-殻核、またより重い元素からの遷移の詳細を、高分解能荷電交換反応を用い研究し、原子核に於けるGT遷移の全体像を理解しようとしている。
しかし強い相互作用で起こる荷電交換反応のみの研究では、GT遷移強度の絶対値の決定において不確定さが残るという難点があった。そこで本研究では、ベータ崩壊の研究で低、中励起状態へのGT遷移強度の絶対値を決め、それを標準とし、荷電交換反応で得られる高分解能を武器に、高励起状態へのGT遷移強度を明らかにしつつある。
pf-殻核42Caから始まるGT遷移の研究をまとめた論文がPhysical Review C 誌に掲載されたほか、レビュー論文を「原子核研究」誌に書いた。また世界五ヶ所での国際会議での招待講演で、この分野の面白さをアピールした。
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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
本研究における両輪は、荷電交換反応実験とベータ崩壊実験である。電気代金高騰で、大阪大学核物理研究センターでの荷電交換反応実験は、次年度の延期となった。一方、H27年6月にスペイン、フランスとの共同研究で、理化学研究所でベータ崩壊実験を行った。現在そのデータの解析が、日本、スペイン、フランス及びチリで進んでいる。
また過去のデータの解析から見つかった新しい知見の、物理的意義及びその解釈に関する研究が進みつつある。これは日本、及びイタリア・ミラノ大学の理論研究者とも共同研究する形で進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の目的であるGT遷移の研究を、一歩づつ進める。実験手段として両輪を成すのは、1)荷電交換反応と2)ベータ崩壊の研究であるが、それぞれの手段による実験を、本年度中に更に行える見通しがついてきた。
1) pf-殻核のうち、陽子数が奇数である原子核に対して荷電交換反応実験を行うと、娘核での陽子数が偶数になり、陽子崩壊の閾値が高くなり、今までより高励起状態までの個別状態を見る事ができると予想される。大阪大学核物理研究センターでこれを実証する実験を行う。
2)フランス・GANIL 研究所で、原子核における荷電スピン量子数に基づく対象性がどの程度良く成り立つかを検証するベータ崩壊実験を、スペイン・フランスのグループと共同で行う。7月中旬にマシンタイムが得られるとの情報が最近入った。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
藤田はH28年3月をもって大阪大学を退職した。H28年度からは校費がなくなる。しかし大阪大学核物理研究センター招へい教授として研究活動を従来通り続ける計画である。
その事を考慮して、H27年度の研究の為の、主に物品費において、核物理研究センターから支援を頂いた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
繰り越した予算は、研究を今まで通り進めるための資金として使う。特に7月にGANIL 研究所でのベータ崩壊の実験を遂行する為の経費に充てる。
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