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2012 年度 実績報告書

強い相互作用で探る原子核中の弱い相互作用による遷移

研究課題

研究課題/領域番号 22540310
研究機関大阪大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードガモフ・テラー遷移 / 荷電交換反応 / ベータ崩壊実験 / 高分解能測定 / 元素合成 / 強い相互作用 / 弱い相互作用 / ニュートリノ
研究概要

ミクロで動的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。巨星の超新星爆発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その典型的な例である。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が、ニュートリノそのものを使っての元素合成研究は、ニュートリノの相互作用の弱さ故に絶望的である。同じく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)の絶対値が決まる事で重要な役目を果たすが、崩壊測定ゆえに高励起状態のニュートリノ起源の元素合成への寄与を研究できない。そこで、核子当たり100MeV以上、0度を含む超前方での測定という条件の下では、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、弱い相互作用で起こる代表的な遷移である、フェルミ遷移と共に、ガモフテラー遷移を高励起状態まで研究可能である、ということに目をつけた。
その目的のため 1) 高分解能が得られる (3He,t) 荷電交換反応を用いた、超新星爆発に関与する pf-核におけるガモフテラー遷移の研究を進めた。さらに 2) ベータ崩壊の研究で低、中励起状態への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、高励起状態へのガモフテラー遷移強度を明らかしようとしている。1) の実験は大阪大学で、2) の研究は、千葉・HIMAC加速器研究施設、ドイツ・GSI 研究所、フランスの GANIL 研究所で行ってきた。実験結果の解析を、大阪、Valencia(Spain)、Istanbul(Turkey)、Bourdeaux(France) の国際合同チームで行っている。

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

大阪大学・核物理研究センターでの実験、スペイン・Valencia グループとの共同実験、データ解析、解析結果の国際会議での発表、論文の執筆等、歯車がかみ合った状態にある。

今後の研究の推進方策

本研究課題に関する、荷電交換反応によるガモフ・テラー遷移の研究の為の実験提案が、大阪大学核物理研究センターで23年度に受理され、24年度前半に、共同研究を進めているスペイン・バレンシアIFIC研究所、トルコ・イスタンブル大学のグループ、更にイタリア・カターニアの研究者も加わり、荷電交換反応実験を行った。解析を共同研究グループで進めている。またこれまでに得られたデータの、解析を進め、論文にまとめる作業を行っている。100 MeV/nucleon を越える高い入射エネルギーでの高分解能荷電交換反応の実験は、世界的にユニークであるので、それぞれの解析で、新しい知見が得られつつある。今後も地道なデータ解析・研究を続ける。
また荷電交換反応で得られるガモフ・テラー遷移の情報とは鏡映対称な関係にある情報が、ベータ崩壊実験から得られる。理化学研究所では、この様な鏡映対称なガモフ・テラー遷移を調べる実験提案が受理された。この実験は、ベータ崩壊により放出される陽子(遅延陽子)とガンマー線(遅延ガンマー線)の研究により行う。 大規模な検出器を使い測定するEURICA 計画に参加する形で実験を行う。実験を25年度後半に予定している。スペイン・バレンシアのグループ、フランス・ボルドーのグループも参加を予定している。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High resolution study of Gamow-Teller transitions in the 47Ti(3He,t)47V reaction2013

    • 著者名/発表者名
      E. Ganioglu, H. Fujita, Y. Fujita, T. Adachi, A. Algora, M. Csatl´os, J.M. Deaven, E. Estevez-Aguado, C.J. Guess, J. Guly´as, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 87 ページ: 014321 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.87.014321

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution study of Gamow-Teller transitions via the 54Fe(3He,t)54Co reaction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Adachi, Y. Fujita, A.D. Bacher, G.P.A. Berg, T. Black, D. De Frenne, C.C. Foster, H. Fujita, K. Fujita, K. Hatanaka, M. Honma, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 85 ページ: 024308 1-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.85.024308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamow-Teller Transitions - a mirror reflecting nuclear structure2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita, H. Fujita B. Rubio, W. Gelletly, and B. Blank
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B

      巻: 43 ページ: 153-166

    • DOI

      10.5506/APhysPolB.43.153

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separation of Pygmy Dipole and M1 Resonances in 90Zr by a High-Resolution Inelastic Proton Scattering Near 0 degrees2012

    • 著者名/発表者名
      C. Iwamoto, H. Utsunomiya, A. Tamii, H. Akimune, H. Nakada, T. Shima, T. Yamagata, T. Kawabata, Y. Fujita, H. Matsubara, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 108 ページ: 262501 1-4.

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.262501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The (3He,t) reaction on 76Ge, and the double-beta-decay matrix element2012

    • 著者名/発表者名
      J.H. Thies, D. Frekers, T. Adachi, M. Dozono, H. Ejiri, H. Fujita, Y. Fujita, M. Fujiwara, E.-W. Grewe, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 014304 1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.014304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution study of Gamow-Teller transitions with the 37Cl(3He,t)37Ar2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimbara, Y. Fujita, T. Adachi, G.P.A. Berg, H. Fujimura, H. Fujita, K. Fujita, K. Hara, K.Y. Hara, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 024312 1-15.

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.024312

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution 100Mo(3He,t)100Tc charge-exchange experiment and the impact on double-2012

    • 著者名/発表者名
      J.H. Thies, T. Adachi, M. Dozono, H. Ejiri, D. Frekers, H. Fujita, Y. Fujita, M. Fujiwara, E.-W. Grewe, K. Hatanaka, P. Heinrichs, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 044309 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.044309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Level structure of 30S and its importance in the 26Si(α, p)29P and 29P( p,γ )30S reaction rates2012

    • 著者名/発表者名
      S. Almaraz-Calderon, W.P. Tan, A. Aprahamian, M. Beard, G.P.A. Berg, B. Bucher, T. Adachi, Y. Fujita, H. Fujita et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 065805 1-16

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.065805

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High resolution (3He,t) experiment on the double-beta decaying nuclei 128Te and 130Te2012

    • 著者名/発表者名
      P. Puppe, A. Lennarz, T. Adachi, H. Akimune, H. Ejiri, D. Frekers, H. Fujita, Y. Fujita, M. Fujiwara, E. Ganio?lu, E.-W. Grewe, K. Hatanaka, R. Hodak, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 044603 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.044603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak Interaction in Nuclear Astrophysics - main actor: Gamow-Teller transitions -2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita
    • 雑誌名

      Proceedings of Science,

      巻: ENAS 206 ページ: 31 1-23

    • 査読あり
  • [学会発表] Gamow-Teller Transitions in p-, sd-, and pf-shell Nuclei2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita
    • 学会等名
      Hirschegg 2013: Astrophysics & Nuclear Structure
    • 発表場所
      Hirschegg, Kleinwalsertal, Austria
    • 年月日
      20130125-20130201
  • [学会発表] Nuclear Structure Made Clear by Gamow-Teller Transitions2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita
    • 学会等名
      International Workshop on Nuclear Spectroscopy Frontiers at Magnetic Spectrometers
    • 発表場所
      STIAS, Stellenbosch, and Univeristy of Stellenbosch, South Africa
    • 年月日
      20121119-20121124
    • 招待講演
  • [学会発表] Electric Dipole Response of 208Pb: PDR, Neutron Skin, and Symmetry Energy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Tamii
    • 学会等名
      International Workshop on Nuclear Spectroscopy Frontiers at Magnetic Spectrometers
    • 発表場所
      STIAS, Stellenbosch, and Univeristy of Stellenbosch
    • 年月日
      20121119-20121124
    • 招待講演
  • [学会発表] Gamow-Teller Transitions -by means of strong and weak interactions-2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita
    • 学会等名
      CSIC Nuclear Physics Seminar
    • 発表場所
      IEM, CSIC, Madrid, Spain
    • 年月日
      20120907-20120907
    • 招待講演
  • [学会発表] Access to Highly Excited States2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita
    • 学会等名
      ISOL@MYRRHA workshop
    • 発表場所
      SCK•CEN, Mol, Belgium
    • 年月日
      20120422-20120426
    • 招待講演
  • [備考] Yoshi Fujita's Home Page

    • URL

      http://rcnp.osaka-u.ac.jp/~fujita

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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