2022 年度研究成果報告書

新奇手法による中性子過剰核の構造研究：”逆転の島”境界原子核の完全理解に向けて

研究課題

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研究課題/領域番号	20K14492
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関	九州大学
研究代表者	西畑洸希九州大学, 理学研究院, 助教 (00782004)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	不安定原子核
研究成果の概要	中性子魔法数20付近の中性子過剰な原子核は、基底状態で変形が予測されるなど魔法数が破れている構造が実験的に示唆され、その出現機構の解明に向けさまざまな実験的研究が行われている。本研究では、スピン偏極したMg-31原子核を用いて、そのベータ崩壊によって娘核であるAl-31について実験を実施した。得られたデータについて、ベータ線の非対称度によりAl-31について７つの励起状態のスピンを含めた詳細な準位構造を初めて明らかにした。得られた準位構造について大規模核模型計算と比較し、Al-31の励起状態において球形や軸対称変形していると考えられる状態などさまざまな構造が共存していることを明らかにした。
自由記述の分野	原子核物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	中性子過剰な魔法数20付近の原子核はその特異な構造が実験的に示唆され、その構造を解き明かすべく1990年代からさまざまな実験が実施されてきた。一方で、さまざまな研究にもかかわらずデータが存在するのは基底状態付近に限られ、特にスピンなどの情報は得られていないのが当時の現状であった。本研究では、Al-31の励起状態のスピンを含めた詳細な励起構造を明らかとし、この原子核領域における精密核分光研究における第一歩となったと考えられる。また、得られた中性子過剰核における知見は、宇宙の元素合成の解明にもつながると期待される。