研究課題
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。
2: おおむね順調に進展している
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。
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。
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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)
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