2020 Fiscal Year Annual Research Report
Search for Alpha Condensed States by Using Neural Network Techniques
Publicly Offered Research
| Project Area | Clustering as a window on the hierarchical structure of quantum systems |
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| Project/Area Number |
19H05153
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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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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アルファ凝縮状態 / Si半導体検出器 / 波形解析 / ニューラルネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では原子核におけるアルファ凝縮状態を系統的に探索し、その存在を確立したうえで、エネルギーや崩壊幅から低密度核物質の物性を明らかにすることを目的とする。アルファ凝縮状態は複数の低エネルギーアルファ粒子を放出しつつ、より軽い核のアルファ凝縮状態を経由して崩壊されると考えられるが、アルファ凝縮状態近傍の励起状態からは、アルファ粒子だけではなく陽子や重陽子など種々の荷電粒子が放出されるため、これらの粒子種別を弁別すると同時に、大立体角をカバーして低エネルギーの崩壊粒子を高い効率で検出することのできる大面積の粒子検出器が必要である。しかし、低エネルギー粒子の粒子識別は技術的に難しい。そこで本研究では、検出器からの信号波形を解析することにより粒子識別を行う。
東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターにおいて、核破砕反応によって生成された連続エネルギーの荷電粒子をシリコン半導体検出器に入射させ、陽子・重陽子・アルファ粒子に対する波形を取得した。これを教師あり訓練データとしてニューラルネットワークの育成を行ったところ、信号の立ち上がり時間を特徴量とする従来型の解析手法に比べ粒子識別精度が向上し、1.8 MeV という低エネルギーの陽子とアルファ粒子を95%以上の精度で識別することが可能となった。
さらに、シリコン検出器を5枚に増加させ、検出器架台、全チャンネル(120ch)を読み出すための回路を整備して、本実験のためのフルセットアップを構築した。今後、これらの検出器を日本原子力研究開発機構に移設し、同機構の大型タンデム静電加速器施設において、12C+12Cの共鳴散乱による24Mgにおけるα凝縮状態の探索実験を行う。収集したデータについては直ちに解析を実施し、その成果を国内外の研究集会で公表するとともに、学術論文を出版する。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Si検出器を用いた低エネルギー荷電粒子の波形弁別2021
Author(s)
坂梨公亮, 川畑貴裕, 足立智, 古野達也, 辻聖也, 氷見香奈子, 藤川祐輝, 稲葉健斗, 岡本慎太郎, 村田求基, 伊藤正俊, 松田洋平, 山本広平, 小野寺史龍
Organizer
日本物理学会 第76回年次大会
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