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2014 年度 実績報告書

ニュートリノ酸素実験のための陽子酸素反応でのガンマ線生成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23340073
研究機関岡山大学

研究代表者

作田 誠  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (40178596)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード超新星爆発ニュートリノ / ニュートリノ原子核反応 / 酸素炭素巨大共鳴 / 原子核γ線放射
研究実績の概要

本研究の目的は、阪大核物理研究センターにおいて、エネルギー295MeVで陽子酸素反応実験を行い、前方の陽子のエネルギーを高分解能で測定できるグランドライデン装置と新たに設置するガンマ線検出器群とで同時測定し、各励起エネルギー毎のガンマ線生成の分岐比を研究期間内に測定することであった。巨大共鳴状態からのガンマ線分枝比の測定データは存在しないので、その測定は原子核物理学の基礎データとして重要である。また、中性カレントニュートリノ酸素反応でのガンマ線生成は、将来の超新星爆発ニュートリノ観測実験や低エネルギーニュートリノ振動実験でも重要であり、本研究での高分解能実験は酸素原子核の励起とガンマ線に関する詳しい情報を与える世界でも唯一のものであった。
我々は、最終年度に阪大核物理研究センターにおいて実験を実施し、酸素・炭素標的で各40時間、30時間のデータを取得した。2時間分のデータ解析から、酸素炭素標的共に励起エネルギーEx=2-30MeVにおいて巨大共鳴を含むきれいな励起スペクトル(精度100KeV)が確認できた。それらは過去のデータとも合っている。さらに、目的の巨大共鳴状態からのγ線も各2万, 1万事象測定できた。それらは、巨大共鳴状態から核子崩壊後の娘核の励起状態からγ線を放出するという理論予想と定性的に正しいとあると結論された。これらの予備結果は、最終年度の日本物理学会や国際会議で発表した。現在、我々の目標である全データの較正と巨大共鳴状態からのγ線分岐比の評価を行っている。全テータを解析すると巨大共鳴からのγ線事象数は40万、20万個と見積もられる。
東北大震災が研究期間中に起こった結果、施設の耐震補強工事が入り、1年間実験が遅れたが、順調にデータが取得できた。1年遅れではあるが、今年度論文出版まで出来るように努力する。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improving the accuracy of neutrino energy reconstruction in charged-current quasielastic scattering off nuclear targets2015

    • 著者名/発表者名
      A.Ankowski, O.Benhar and M.Sakuda,
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: D91(033005)3 ページ: pp1-11

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.91.033005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸素・炭素原子核巨大共鳴状態から放出されるγ線の測定:E398データ解析2015

    • 著者名/発表者名
      王岩
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-24
  • [学会発表] Giant Resonances and Their Gamma Emissivity2015

    • 著者名/発表者名
      A.Tamii
    • 学会等名
      International Workshop on Neutrino Physics and Astrophysics (νIST2015)
    • 発表場所
      Findikli Campus of Mimar Sinan Fine Arts University, Istanbul
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸素炭素原子核巨大共鳴からのγ線測定と中性カレントニュートリノ反応検出2015

    • 著者名/発表者名
      王岩
    • 学会等名
      新学術「地下素核研究」第一回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] Charged current and Neutral current neutrino-nucleus interaction2014

    • 著者名/発表者名
      M. Sakuda
    • 学会等名
      NNR14 Workshop
    • 発表場所
      RCNP, Osaka University
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of γ-rays from giant resonances of 12C and 16O”2014

    • 著者名/発表者名
      王岩
    • 学会等名
      NNR14 workshop
    • 発表場所
      RCNP, Osaka University
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of γ-rays from giant resonances of 12C and 16O2014

    • 著者名/発表者名
      I.Ou, M. Sakuda,Y. Yamada, T. Shirahige, D. Fukuda, Y. Koshio, T. Yano, T. Mori 他
    • 学会等名
      日米合同物理学会 Hawaii2014
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-14
  • [学会発表] Charged current and Neutral current neutrino-nucleus interaction from 100MeV to 1 GeV2014

    • 著者名/発表者名
      M. Sakuda
    • 学会等名
      Elba2014 Workshop
    • 発表場所
      Elba Island, Itay
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-28
    • 招待講演
  • [学会発表] A. Kimura, and H. Harada, “Measurement of the Multiplicity and Energy Spectrum of γ-rays from the Thermal Neutron Capture Reaction Gd(n,γ)2014

    • 著者名/発表者名
      I.OU, Y. Yamada, T. Yano, T. Mori, T. Kayano, M. Sakuda
    • 学会等名
      Neutrino2014 国際会議
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-07
  • [備考] 岡山大学理学部物理学科宇宙物理実験グループ(作田研究室)

    • URL

      http://www.physics.okayama-u.ac.jp/~sakuda/

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公開日: 2016-06-01  

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