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2021 年度 実績報告書

スピン整列ビームを用いたエキゾチック核構造研究の展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H01923
研究機関九州大学

研究代表者

市川 雄一  九州大学, 理学研究院, 准教授 (20532089)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードエキゾチック核 / 核構造 / スピン / RIビーム / 核モーメント
研究実績の概要

本研究では、分散整合二回散乱法によって生成したスピン整列RIビームを用いて、特異な核構造が示唆されているエキゾチック核の励起状態の核電磁モーメント測定を行い、特異核構造発現メカニズムを微視的観点から明らかにする。測定対象は99Zrの電気四重極モーメントおよび130Sn、132Snの磁気双極子モーメントである。
2022年度に理化学研究所RIBFにおいて、99Zrの核モーメント測定実験を行った。実験に向けて実験セットアップの作製、二次標的の作製、データ取得系の開発を行った。ただし、購入を予定していたORTEC製の平板型Ge検出器が2台、業者のミスにより製作が遅れ納入されず、性能的にかなり劣る旧型検出器を用いて実験に臨まざるを得なかった。
当該実験においては分散整合二回散乱法を用いて、1次ビーム238Uから100Zrを経由し、二次標的んにおける一中性子抜き取り反応によって99Zrビームを生成した。電気四重極モーメント測定に先駆けて、まずは99Zrを銅標的に停止させ、外部静磁場印加下での時間微分型摂動核分布(TDPAD)法によるスピン整列度の確認および磁気双極子モーメントの再測定を行った。この測定でおよそ10%程度のスピン整列生成を確認したため、電場勾配を持つジルコニウム単結晶をビーム停止試料として用いる電気四重極モーメントの測定を行った。この測定では電気四重極モーメントと標的中の電気勾配との相互作用により、核スピンの摂動が生じる。この摂動に伴うガンマ線の放出角度時間変化をGe検出器を用いて測定した。
実験後はこれらの実験データの解析を進めている。

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

業者のミスにより想定していた検出器の不調達という予想外の事態はあったものの、RIBFにおける実験はなんとか遂行することができ、実験データは取得したため。

今後の研究の推進方策

得られた99Zrの核モーメント測定の実験データ解析を進める予定である。得られたスピン整列度の値の評価、磁気双極子モーメントの決定をし、最終的に電気四重極モーメントの決定へとつなげたい。
また、今後予定されている130Snの磁気双極子モーメント測定に向けて、実験セットアップのアレンジ、二次標的の作製などを行う予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Universite Paris-Saclay/Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite Paris-Saclay/Institut Laue-Langevin
  • [雑誌論文] Nuclear magnetic moment of the neutron-rich nucleus 21O2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishibashi, A. Gladkov, Y. Ichikawa et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 107 ページ: 024306

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.107.024306

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] EDM測定に向けた能動帰還型核スピンメーザーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      立川柊平, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Nuclear moment measurement: present and future2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa
    • 学会等名
      Physics of RI: Recent progress and perspectives
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress of nuclear moment measurement2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa
    • 学会等名
      RIBF Users Meeting 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] EDM測定に向けたガラスセル中Xe原子のスピン緩和機構の評価2022

    • 著者名/発表者名
      安藤蒼太, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] 分散整合二回散乱法による99Zrアイソマー状態のスピン整列2022

    • 著者名/発表者名
      篠原悠介, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] EDM測定に向けたガラスセル中Xe原子のスピン緩和機構の評価II2022

    • 著者名/発表者名
      安藤蒼太, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] Development of nuclear spin maser toward the EDM measurement2022

    • 著者名/発表者名
      S. Ando
    • 学会等名
      The 14th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 分散整合二回散乱法による99Zrアイソマー状態のスピン整列2022

    • 著者名/発表者名
      篠原悠介, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      第128回日本物理学会九州支部例会
  • [学会発表] EDM測定に向けた核スピンメーザーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      安藤蒼太, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      第128回日本物理学会九州支部例会
  • [学会発表] ベータ遅延中性子測定のための中性子検出器の開発と性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      岸本侃己, 市川雄一, 他
    • 学会等名
      第128回日本物理学会九州支部例会

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公開日: 2023-12-25  

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