スズ原子核の表面でアルファ粒子を発見

理化学研究所(理研)仁科加速器科学研究センタースピン・アイソスピン研究室のザイホン・ヤン基礎科学特別研究員(研究当時)、上坂友洋室長、ドイツ・
ダルムシュタット工科大学の田中純貴特別研究員(研究当時)、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の民井淳准教授、京都大学理学研究科の銭廣十三准教授
ら、宮崎大学、東北大学、大阪市立大学、日本原子力研究開発機構の国際共同研究グループ ※ は、RCNP サイクロトロン [1] 施設の高分解能磁気分析装置 [2] を用いた実験により、スズ(Sn)同位体 [3] の原子核表面に存在するアルファ粒子、つまりヘリウム-4 原子核( 4 He、陽子数 2、中性子数 2)を発見しました。
本研究成果は、中性子星 [4] の質量と大きさの関係を与えるパラメータの決定に影響を与え、かつアルファ崩壊 [5] の原理解明につながる発見であり、原子核物理学全領域の研究開発に貢献することが期待できます。
これまで、重い原子核の表面にアルファ粒子が存在することは理論的な仮説に過ぎず、その当否は不明のままでした。
今回、国際共同研究グループは、RCNP サイクロトロンで得られる 4 億電子ボルトの陽子ビームを四つのスズ標的( 112 Sn、 116 Sn、 120 Sn、 124 Sn)に入射し、アルファ粒子をたたき出す「ノックアウト反応 [6] 実験」を行いました。たたき出されたアルファ粒子と散乱された陽子を高精度で分析した結果、アルファ粒子がスズ原子核の表面に存在する証拠を得たと結論づけました。
本研究は、科学雑誌『Science』の掲載に先立ち、オンライン版(1 月 14 日:日本時間1月 15 日)に掲載されました。

当センターの松田洋平助教が本研究に貢献しております。

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