高偏極熱外中性子ビームを用いた複合核共鳴の全角運動量測定手法の確立

令和3年度に開発・性能評価を行ったガンマ線の円偏光度を測定する装置、ガンマ線ポラリメータを用いて、中性子捕獲反応において生じるガンマ線の円偏光度の測定を、J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)のビームラインANNRIにおいて行った。硫黄試料に対し、ヘリウムスピンフィルタを用いて偏極させた熱中性子を入射し、中性子捕獲反応で生じたガンマ線の円偏光度を測定した。硫黄32の中性子捕獲反応により生じる5.4MeVのガンマ線の円偏光度の測定に成功し、ANNRIにおいて中性子捕獲反応で生じるガンマ線の円偏光度の測定が可能であることが実証された。最終目標である共鳴領域に対して同様の実験を行い、共鳴からのガンマ線の円偏光度の測定に挑戦する準備が整った。硫黄の測定の結果から5.4MeV以外の他のガンマ線の円偏光度も測定され、同様の手法を用いたガンマ遷移の遷移混合度や、スピンの推定などの研究が今後可能になることも示唆され、核物理研究への応用が期待できる。また開発したガンマ線ポラリメータを用いて、分子科学研究所UVSORのビームラインBL1Uにてレーザーコンプトン散乱で生じるガンマ線の円偏光度の空間分布の測定に成功した他、ランタン139の0.75eV共鳴のガンマ線の円偏光度に対して制限を得る実験を行うなど、円偏光ガンマ線測定を用いた他の利用研究についても進め始めている。これらの研究は円偏光ガンマ線利用のさらなる拡大や、ガンマ線円偏光測定を用いた核反応研究につながる。

令和3年度に開発・性能評価を行ったガンマ線の円偏光度を測定する装置、ガンマ線ポラリメータを用いて、中性子捕獲反応において生じるガンマ線の円偏光度の測定を、J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)のビームラインANNRIにおいて行った。硫黄試料に対し、ヘリウムスピンフィルタを用いて偏極させた熱中性子を入射し、中性子捕獲反応で生じたガンマ線の円偏光度を測定した。硫黄32の中性子捕獲反応により生じる5.4MeVのガンマ線の円偏光度の測定に成功し、ANNRIにおいて中性子捕獲反応で生じるガンマ線の円偏光度の測定が可能であることが実証された。最終目標である共鳴領域に対して同様の実験を行い、共鳴からのガンマ線の円偏光度の測定に挑戦する準備が整った。硫黄の測定の結果から5.4MeV以外の他のガンマ線の円偏光度も測定され、同様の手法を用いたガンマ遷移の遷移混合度や、スピンの推定などの研究が今後可能になることも示唆され、核物理研究への応用が期待できる。また開発したガンマ線ポラリメータを用いて、分子科学研究所UVSORのビームラインBL1Uにてレーザーコンプトン散乱で生じるガンマ線の円偏光度の空間分布の測定に成功した他、ランタン139の0.75eV共鳴のガンマ線の円偏光度に対して制限を得る実験を行うなど、円偏光ガンマ線測定を用いた他の利用研究についても進め始めている。これらの研究は円偏光ガンマ線利用のさらなる拡大や、ガンマ線円偏光測定を用いた核反応研究につながる。