2018 Fiscal Year Annual Research Report
Search for rare gamma-decay modes to understand nucleosynthesis in the universe
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15H02091
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川畑 貴裕 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80359645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保野 茂 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 客員主管研究員 (20126048)
伊藤 正俊 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (30400435)
松田 洋平 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助教 (50569043)
秋宗 秀俊 甲南大学, 理工学部, 教授 (60319829)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙における元素合成 / 固体水素標的 / 稀ガンマ崩壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリプルアルファ反応はいわゆるA=5, 8の壁を乗り越えて重元素合成するための戸口反応であり、宇宙における元素合成において最も重要な反応である。トリプルアルファ反応では、2つの4He（α粒子）の共鳴状態である単寿命の8Beに、新たなα粒子が捕獲されることで3つのα粒子の共鳴状態が12C核の励起状態として生成される。
生成された3α共鳴状態の大半は再び3つのα粒子へと崩壊するが、ある確率で基底状態へガンマ崩壊して12C核の基底状態となる。すなわち、12C核の3α共鳴状態におけるアルファ崩壊に対する基底状態へのガンマ崩壊の分岐比はトリプルアルファ反応率を決定する極めて重要な物理量であり、宇宙における重元素合成の鍵を握るパラメータである。しかし、その重要性にもかかわらず、12CのEx = 9.64 MeV状態のガンマ崩壊への分岐比は極めて低く、未測定のまま残されていたため、2 GK を超える高温度下におけるトリプルアルファ反応率には大きな不定性が残されていた。
我々は、前年度に取得した測定データを解析し、12C核のEx = 9.64 MeV 状態からの稀ガンマ崩壊事象を信頼度91%で確認することに成功した。十分に高い信頼度とは言えないものの、これは世界初の成果である。今回の測定結果をもとにトリプルアルファ反応率を評価したところ、これまで、高温度下におけるトリプルアルファ反応率は天体核反応計算に広く用いられてきたライブラリ「NACRE」に収録された反応率よりも1桁程度小さいと考えられてきたが、Ex = 9.64 MeV 状態の寄与を含めるとNACREに収録された反応率と誤差の範囲内で一致することを発見した。現在、この成果を学術論文にまとめ、共著者の間で最終原稿を回覧中である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Performance test of the MAIKo active target2018
Author(s)
Furuno T.、Kawabata T.、Ong H.J.、Adachi S.、Ayyad Y.、Baba T.、Fujikawa Y.、Hashimoto T.、Inaba K.、Ishii Y.、Kabuki S.、Kubo H.、Matsuda Y.、Matsuoka Y.、Mizumoto T.、Morimoto T.、Murata M.、Sawano T.、Suzuki T.、Takada A.、Tanaka J.、Tanihata I.、Tanimori T.、Tran D.T.、Tsumura M.、Watanabe H.D.
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume: 908
Pages: 215～224
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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