反応断面積による中性子スキン厚決定と非対称核物質状態方程式の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J01446
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 聖臣 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: 不安定原子核 / 反応断面積 / 中性子スキン / 核物質状態方程式

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、原子核および陽子標的に対する反応断面積の系統的測定から中性子スキン厚を導出し、その陽子・中性子非対称度依存性から、非対称核物質状態方程式における対称エネルギー係数の密度依存パラメータを決定することを目指している。
本年度は、「原子核および陽子標的に対する反応断面積を用いた中性子スキン厚決定法」の更なる確立を図るために、(1)「特異な原子核表面構造による中性子スキン厚への寄与解明」および(2)「B同位体13,15BおよびC同位体9,14,17Cの原子核および陽子標的に対する反応断面積測定」を行った。
(1)原子核表面付近が大きくぼやけているハロー構造のような特異な表面構造は、中性子スキン厚の異常な増大を示す。そこで、表面効果の中性子スキン厚への寄与を探るために、表面構造が大きく異なる、安定核13C、ハロー核14Bおよびスキン核8Heについて原子核および陽子標的に対する反応断面積を用いた陽子・中性子密度分布導出を行った。これらの解析結果から、それぞれの核種の陽子および中性子密度分布を導出することに成功し、密度分布の概形からハロー構造とスキン構造を区別できることが分かった。
(2)放医研HIMACにおいてB同位体13,15BおよびC同位体9,14,17Cの原子核および陽子標的に対する反応断面積測定を行った。当初の研究計画では、Ca同位体40-50Caの測定を予定していたが、BおよびC同位体はCa同位体に比べて、陽子分布半径に関する既存値が豊富であるため研究対象を変更した。上記の実験データは、既存データと組み合わせることで、B同位体、C同位体においてそれぞれ質量数A=8-15およびA=9-17の極めて広い質量数領域にわたっている。2016年3月までに、全ての核種に対して核物質半径導出のためのデータ解析を終えた。陽子分布半径導出のための解析は2016年4月現在、進行中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度の実験により得られたB同位体13,15BおよびC同位体9,14,17Cについて、2016年3月までに核物質半径の導出が終了したものの、陽子分布半径導出のためのデータ解析が終了していないため、これらの核種について中性子スキン厚の導出には至っていない。これらの解析については平成28年度前半で完了する予定である。
また、当初の計画ではCa同位体40-50Caの反応断面積測定を予定していたが、これらの核種については平成28年度の理化学研究所RIBFにおけるNi同位体の測定と同時期に行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、前述のBおよびC同位体のデータ解析に加え、理化学研究所RIビームファクトリー(理研RIBF)において、Ca同位体40-50CaおよびNi同位体56-78Niの原子核および陽子標的に対する反応断面積測定を行う予定である。理研RIBFでのビームタイムは平成28年度10月以降に割り当てられる可能性が高い。従って、平成28年度前期は理研RIBFでの実験準備のために、装置・検出器およびデータ収集系の開発・整備を行い、実験に備える。平成28年度後期は理研RIBFで実験を行い、その後、得られたデータの解析を精力的に行う。

Research Products

• [Journal Article] Reaction cross sections for 8He and 14B on proton target for the separation of proton and neutron density distributions (2015)
  • Author(s): M. Tanaka, M. Fukuda, D. Nishimura, S. Suzuki, M. Takechi, M. Mihara, K. Matsuta, Y. Morita, Y. Kamisho, J. Ohno, R. Kanbe, S. Yamaoka, K. Watanabe, T. Ohtsubo, T. Izumikawa, M. Nagashima, A. Honma, D. Murooka, T. Suzuki, T. Yamaguchi, J. Kohno, S. Yamaki, S. Matsunaga, S. Kinno, Y. Taguchi et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings, Proceedings of the Conference on Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS2014) Volume: 6 Pages: 020026 1-6
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.6.020026
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nucleon Density Distribution of the Proton Drip-Line Nucleus 12N Studied via Reaction Cross Sections (2015)
  • Author(s): M. Fukuda, Y. Morita, D. Nishimura, M. Takechi, K. Iwamoto, M. Wakabayashi, Y. Kamisho, J. Ohno, M. Tanaka, R. Kanbe, S. Yamaoka, M. Mihara, K. Matsuta, K. Yoshinaga, I. Zhu, J. Kohno, S. Yamaki, T. Suzuki, T. Yamaguchi, S. Suzuki, M. Nagashima, K. Abe, K. Tashiro, A. Honma, T. Ohtsubo et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings, Proceedings of the Conference on Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS2014) Volume: 6 Pages: 030103 1-3
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.6.030103
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Production of Spin Polarized 58Cu and its Magnetic Moment (2015)
  • Author(s): M. Mihara, Y. Ishibashi, Y. Abe, Y. Kamisho, Y. Morita, J. Ohno, M. Tanaka, S. Shinozaki, R. Kanbe, M. Fukuda, K. Matsuta, A. Ozawa, D. Nagae, S. Inaba, S. Okada, Y. Saito, H. Ueno, K. Yamada, T. Izumikawa, T. Ohtsubo, S. Momota, D. Nishimura, T. Suzuki, T. Yamaguchi, Y. Kobayashi, K. Imamura et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings, Proceedings of the Conference on Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS2014) Volume: 6 Pages: 030114 1-3
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.6.030114
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] MEASUREMENTS OF RADIATIVE CAPTURE CROSS SECTIONS AT BIG BANG ENERGIES (2016)
  • Author(s): M. Tanaka, M. Fukuda, Y. Tanaka, D. Hang, K. Ohnishi, T. Sugihara, K. Matsuta, M. Mihara, S. Iwakiri, S. Kambayashi, S. Kunimatsu, H. Sakakibara, and S. Yamaoka
  • Organizer: Nuclei in the Cosmos XIV
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ (新潟県新潟市)
  • Year and Date: 2016-06-19 – 2016-06-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 中性子過剰B同位体の反応断面積測定 (2016)
  • Author(s): 田中聖臣、福田光順、西村太樹、武智麻耶、泉川卓司、大坪隆、鈴木伸司、鈴木健、松多健策、三原基嗣、山口貴之、他25名
  • Organizer: 日本物理学会2016年春季大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [Presentation] 反応断面積同時測定による中性子剥離片の運動量分布と13,14,15Bの反応断面積 (2016)
  • Author(s): 田中聖臣、福田光順、武智麻耶、西村太樹、泉川卓司、大坪隆、鈴木伸司、鈴木健、松多健策、三原基嗣、山口貴之、他20名
  • Organizer: 理研RIBF-ULICミニワークショップ「Measurements of Reaction Charge-changing Cross Sections for Ni Isotopes and Related Topics」
  • Place of Presentation: 理化学研究所 (埼玉県和光市)
  • Year and Date: 2016-03-11 – 2016-03-11
• [Presentation] 陽子標的反応断面積を用いたハロー・スキン・安定核の陽子・中性子密度分布導出 (2016)
  • Author(s): 田中聖臣、福田光順、西村太樹、武智麻耶、泉川卓司、大坪隆、鈴木伸司、鈴木健、松多健策、三原基嗣、山口貴之、他26名
  • Organizer: RCNP研究会「全反応断面積及び荷電変化断面積による陽子・中性子半径研究の現状と展望」
  • Place of Presentation: 大阪大学核物理研究センター (大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2016-01-12 – 2016-01-13
• [Presentation] ΔE測定によるsd殻領域中性子剥離破砕片の運動量分布 (2015)
  • Author(s): 田中聖臣、福田光順、西村太樹、武智麻耶、泉川卓司、大坪隆、鈴木伸司、鈴木健、三原基嗣、山口貴之、他27名
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学 (大阪府大阪市)
  • Year and Date: 2015-09-25 – 2015-09-28