研究課題
中性子数が陽子数に比べて非常に多い(中性子過剰な)原子核は安定な原子核と比べその構造が大きく異なることが近年の原子核研究において示唆され、非常に注目を集めている。特に、中性子数が魔法数20に付近の中性子過剰なNe, Mg, Na同位体では、魔法数付近の原子核は基底状態が球形であるという安定核での実験結果に反して、基底状態で大きくレモン型(プロレート)に変形していることが近年の実験的な研究で明らかになりつつある。そこで、本研究では中性子過剰Ne同位体の基底状態の配位やその変形状態を調べるために、29Neおよび31Neの磁気双極子モーメント(核子の軌道運動をよく反映した物理量)および電気四重極子モーメント(原子核の電荷分布など原子核の形を示す)の測定を目的とする。不安定原子核の基底状態電磁気モーメント測定には、ベータNMR法と空間的にスピンをある方向に偏らせた(スピン偏極した)不安定核ビームが用いられる。しかし、中性子過剰なNeを偏極させるのはその生成方法から非常に難しい。そのため本研究では、理化学研究所RIBF施設で生成方法が開発されたスピンをある軸に偏らせた(スピン整列した)ビームとベータNMR法を組み合わせた新たな方法を新たに開発し、その新たな電磁気モーメント測定方法を用いて中性子過剰なNe同位体の基底状態の電磁気モーメント測定を目指す。今年度は、Neの電磁気モーメント測定実験に向けた装置開発、2017年に予定されているスピン整列21Fビームを用いた新たなベータNMR法の確立・実証実験および23Neビームを用いたビームストッパーの最適な結晶探索実験の準備を行った。
2: おおむね順調に進展している
2016年8-9月には、理化学研究所のRIPSを用いて、基底状態のスピン・電磁気モーメントが非常によく確立している不安定原子核21Fを散乱角度・運動量を選びながら生成分離することで偏極させ、その偏極21Fビームを用いて、ベータNMRの装置のテストを行った。その結果、ベータ測定装置に関しては、ベータ線を30%程度の高効率で測定しながら、バックグラウンド~1 cpsという非常に高S/Nな測定ができた。しかし一方で、印加する振動磁場強度が十分でなく、磁場掃引の時間を短縮することができず、31Ne(半減期 3.4 ms)など半減期が10 ms以下の原子核に向けた測定のためには改善が必要であることが明らかとなった。
2016年度に行ったテスト実験で、中性子過剰Ne同位体の電磁気モーメント測定のためには装置の改良が必要であるということが明らかとなった。今後はそれらの改善点を踏まえ、今後は2017年9月に実施予定である21Fを用いた新手法の確立・実証実験および23Neを用いた結晶中の電場勾配の測定の実験装置の準備を行う。実験後は、中性子過剰Ne同位体の電磁気モーメント測定に向けた実験提案書の作成を行っていく。
すべて 2017 2016
すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 10件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)
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