低エネルギー不安定核ビーム実験用の薄膜偏極陽子標的の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25800155
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 坂口 聡志 九州大学, 理学研究院, 助教 (70569566)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 不安定核 / スピン偏極 / 弾性散乱 / 偏極標的

研究実績の概要

研究の最終年度である平成28年度には、本課題で開発した大面積偏極陽子固体標的を用いて、理研RIビームファクトリーにおいて加速器実験を遂行した。測定したのは、典型的な中性子ハロー核であるヘリウム６と偏極陽子の弾性散乱のスピン非対称（スピン偏極軸が上向き/下向きの場合の、左右の散乱確率の非対称）である。ビームのエネルギーとしては、反応機構が最も単純となる核子あたり200MeVを用いた。ヘリウム６は同じ質量/電荷比を持つ三重陽子から良く分離され、90％以上の純度のビームとして標的に５日間照射された。実験にあたっては、従来の直径14mmから24mmに大口径化した偏極陽子固体標的をRIビームファクトリーのSAMURAIビームラインに設置し、散乱された陽子を左右に設置したドリフトチェンバー、プラスチックシンチレータ、NaI(Tl)シンチレータで測定した。散乱されたヘリウム６粒子は大立体角をカバーするSAMURAI磁気分析器で運動量分析し、分解反応で生じたヘリウム４や標的中の炭素によるイベントから陽子弾性散乱イベントを分離した。また、スピン非対称が既知であるヘリウム４-陽子散乱のデータから標的の偏極度を測定するため、ヘリウム４ビームによる散乱測定も行った。標的には、新たに開発した556nmの波長を持つレーザー、545nmのレーザー、及び既存の514nmのレーザーの３種類からのレーザー光を照射し、スピン偏極を生成した。スピン非対称の測定のために、偏極軸は実験中に２回反転し、検出器による見かけ上の非対称をキャンセルした。現段階のデータ解析では、弾性散乱イベントが良い信号雑音比で選別され、微分断面積も実験前の予想と矛盾しない値が得られており、正しくデータが得られていることが確認された。スピン非対称のデータ解析は現在進行中である。

研究成果

• [国際共同研究] 慶北大学(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: 慶北大学
• [国際共同研究] IPN Orsay(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: IPN Orsay
• [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Oak Ridge National Laboratory
• [国際共同研究] University of Hong Kong/Beihang University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: University of Hong Kong/Beihang University
• [雑誌論文] Studies of Unstable Nuclei with Spin-Polarized Proton Target (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sakaguchi, Tomohiro Uesaka, Takashi Wakui, Sergey Chebotaryov, Tomomi Kawahara, Shoichiro Kawase, Evgeniy Milman, Tsz Leung Tang, Kenichiro Tateishi and Takashi Teranishi
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660071/1-6
  • DOI: 10.1142/S2010194516600715
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of Three-Nucleon Force Effect via Few-Nucleon Scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Wada, Kimiko Sekiguchi, S. Sakaguchi et al.,
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660070/1-4
  • DOI: 10.1142/S2010194516600703
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Neutron Polarization Measurement System for Studying NN interaction in Nuclear Medium (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda, T. Wakasa, M. Dozono, T. Fukunaga, S. Gotanda, K. Hatanaka, Y. Kanaya. Y. Maeda, Y. Maeda, K. Miki, Y. Nishio, T. Noro, K. Ohnaka, S. Sakaguchi, Y. Sakemi, K. Sekiguchi, A. Tamii, T. Taguchi and Y. Wada
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660073/1-6
  • DOI: 10.1142/S2010194516600739
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Spin Studies in Few-Body Systems at Nuclotron (2016)
  • 著者名/発表者名: V. P. Ladygin, I. Dobrin, V. V. Fimushkin, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Spin Physics (SPIN2014), International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 40 ページ: 1660074/1-6
  • DOI: 10.1142/S2010194516600740
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inverse kinematics (p,n) reactions studies using the WINDS slow neutron detector and the SAMURAI spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda, M. Sasano, R.G.T. Zegers, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 巻: 376 ページ: 393, 396
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2016.02.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dependence of spin-polarized proton target performance on microwave resonator thickness parameter and operation temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 174
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Production of low-energy 4.17 MeV/nucleon 9C beam with polyethylene degrader at RIPS (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Milman, T. Teranishi, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 160
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of the He-filling system for the SAMURAI spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: V. Panin, S. Chebotaryov, S. Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 49 ページ: 168
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Status of data analysis from experiment on p-6He elastic scattering at 200 MeV/nucleon (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2017-03-18 – 2017-03-18
• [学会発表] Elastic scattering of neutron-rich 6He nuclei from polarized protons at 200 A MeV (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 22nd International Spin Symposium
  • 発表場所: University of Illinois (USA)
  • 年月日: 2016-09-27 – 2016-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] Experiment on elastic scattering of polarized protons from neutron-rich 6He isotopes at 200 MeV/nucleon (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chebotaryov, S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: Miyazaki University
  • 年月日: 2016-09-24 – 2016-09-24
• [学会発表] Search for low-lying resonances in 10N structure via 9C + p resonant scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Milman, T. Teranishi, S. Sakaguchi for RRC27 Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: Miyazaki University
  • 年月日: 2016-09-23 – 2016-09-23
• [学会発表] Polarized proton target at SAMURAI: Elastic scattering of 6He from polarized proton (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi for SAMURAI13 Collaboration
  • 学会等名: SAMURAI International Collaboration Workshop 2016
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2016-09-05 – 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会・シンポジウム開催] SAMURAI International Collaboration Workshop 2016 (2016)
  • 発表場所: 九州大学 伊都キャンパス（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-09-05 – 2016-09-06