Study of short range correlation of a high-momentum nucleon pair using nuclear reactions with unstable nuclei

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核内の近接核子対に焦点を当て、これを不安定核で世界初観測し、その本質を明らかにする。近接核子対は、平均核子間距離の半分未満に近接した陽子-中性子対で、フェルミ運動量超の過大な運動量をもつ原子核の新たな相関である。最近、その中性子過剰度依存性が電子散乱で示唆されたが、発現機構はわかっていない。一方、不安定核における一粒子軌道占有率の実験値と殻模型との乖離が謎となっているが、近接核子対で解決される可能性がある。本研究では、不安定核の重陽子ノックアウト反応による世界初の実験手法を実現し、近接核子対を定量的に広範囲の不安定核について観測する。こうして近接核子対の原子核における役割を明らかにする。具体的には、不安定核に対して(p,pd)反応実験を、理化学研究所のRIBFにおいて逆運動学で行い、その後方散乱と前方散乱の微分散乱断面積の測定から、核子対の短距離相関を調べる。これと歪曲波インパルス近似理論計算とを比較し、断面積の増大度合いを詳細に調べる。後方散乱の増大度合いが短距離相関のシグナルとなる。R3年度は不安定核10Be(p,pd)反応実験に必要な前方散乱検出器、後方散乱検出器の配置を決めるためのシミュレーションコードを開発した。さらに、前方散乱検出器の基本設計を進め、実際にプロトタイプを製作しオフラインテスト実験を行い、性能を確かめた。理論面では、原子核から陽子-中性子対をノックアウトする反応を記述する新しい反応模型「離散化チャネルインパルス近似(CDCCIA)」の開発を行った。特に陽子と重陽子の交換型の弾性散乱を素過程としてCDCCIAに組み込み、取得予定の実験データを分析する準備を整えた。