Cu同位体の励起状態核磁気モーメント測定による中性子過剰核の核構造研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05390
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 市川 雄一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (20532089)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 原子核 / 磁気モーメント / スピン / RIビーム / 励起状態

研究実績の概要

本研究では、中性子過剰領域の銅同位体75Cu励起状態の核磁気モーメント測定実験を通じて、二重魔法数核78Ni近傍における核構造の変遷について調べることを目的とする。
75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定実験は理化学研究所RIBFにて行った。独自に開発してきた分散整合二回散乱法によるスピン整列RIビームを用いることで、30%という非常に高いスピン整列度を持つ75Cuビームの生成に成功した。この30%という値は原理的な最大値に迫る大きさであった。30%という高いスピン整列度を達成したことにより、目的とする75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定に初めて成功した。本実験で得られた核磁気モーメント測定値をモンテカルロ殻模型による最新の理論計算と比較することで、75Cuの基底状態、励起状態における波動関数の挙動、そして中性子過剰銅同位体おける殻構造の進化の様相の詳細な議論が可能になった。その結果、75Cuの基底状態および励起状態は変形したコアの周囲をバレンス陽子が周回している描像でよく記述できることが明らかになった。さらに中性子過剰銅同位体における変形の効果を取り入れた殻進化の描像を提示した。本研究成果は原著論文として誌上掲載された。また、「磁気モーメントから分かる銅同位体の新たな姿」と題して、本研究成果に関するプレスリリースを行なった。
本研究に関連する成果として、中性子過剰核99Zrの励起状態の核磁気モーメント測定に成功し、その結果が原著論文として誌上掲載された。また、「ジルコニウム同位体は励起状態でも突然変形する」と題するプレスリリースを行なった。

研究成果

• [国際共同研究] CSNSM/GANIL/CEA(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CSNSM/GANIL/CEA
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] ELI-NP(ルーマニア)
  • 国名: ルーマニア
  • 外国機関名: ELI-NP
• [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: KU Leuven
• [国際共同研究] Istanbul University(トルコ)
  • 国名: トルコ
  • 外国機関名: Istanbul University
• [国際共同研究] Weizmann Institute of Technology(イスラエル)
  • 国名: イスラエル
  • 外国機関名: Weizmann Institute of Technology
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] g Factor of the 99Zr (7/2+) Isomer: Monopole Evolution in the Shape-Coexisting Region (2020)
  • 著者名/発表者名: F. Boulay, G. S. Simpson, Y. Ichikawa et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 124 ページ: 112501
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.112501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic moment of the isomeric state of 75Cu measured with a highly spin-aligned beam (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Ichikawa et al.
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nuclear-moment measurements of exotic nuclei using spin-oriented RI beams at RIBF (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Ichikawa
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 変形しながら殻進化 ―磁気モーメントで探るエキゾチック核の「中身」― (2019)
  • 著者名/発表者名: 市川 雄一
  • 雑誌名: Isotope News 巻: 765 ページ: 26-29
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Nuclear moment studies using spin-oriented RI beams (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Ichikawa
  • 学会等名: REIMEI Workshop on Universal Features of Quantum Flows with Spin, Orbital and Tensor Correlations
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nuclear-moment measurements of exotic nuclei using spin-oriented RI beams at RIBF (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Ichikawa
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific Physics Conference 2019 (APPC2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 不安定核励起状態の磁気モーメント測定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 市川 雄一
  • 学会等名: 2019年度「物質階層原理研究」＆「ヘテロ界面研究」合同春合宿
• [備考] 理化学研究所プレスリリース：「磁気モーメントから分かる銅同位体の新たな姿」
  • URL: https://www.riken.jp/press/2019/20190130_2/
• [備考] 理化学研究所プレスリリース：「ジルコニウム同位体は励起状態でも突然変形する」
  • URL: https://www.riken.jp/press/2020/20200317_2/