Isotope dependences of nuclear charge distributions and neutron radius by electron scattering

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申請者らは、電子散乱という反応機構の不定性が最も少ない手法を用いて不安定核の電荷分布を測定する装置を開発し、検証実験を行っている。本研究ではさらに低運動量移行領域における測定を通じて、原子核内の陽子分布だけでなく中性子分布について研究可能か検討を行う。本研究における標的としては、不安定核ではなく安定なXe同位体（使用できる同位体の数が多い）を用いて中性子数依存性をみることで手法の有効性を調べる。当該年度においては標的イオンビームの輸送・捕獲の開発を行い、Xeを標的とした電子散乱実験を遂行する準備を行った。輸送オプティクスの最適化とクーラーバンチャーによるビーム冷却とビームスタッキングを調整することで、天然存在比がおよそ0.1%と希少な124Xe同位体も含めて十分な数のイオンビームを供給することができるようになった。これにより中性子数(N)にして70～82と幅広い領域をカバーすることが可能となった。N=82は魔法数と呼ばれ、原子核の安定性に深く関わる。魔法数周辺の諸性質を調べることは原子核物理において重要な情報を与えると考えられている。将来、本施設にて不安定核標的が実現した暁には138Xe(N=84)を標的とすることで魔法数を跨いで原子核形状がどのように変化するのか、研究する算段が付いたといえる。また、スペクトロメータ周辺についても散乱電子を精度良く測定するためにヘリウムバッグの更新や検出器の校正実験を実施し、実験遂行準備はほぼ整ったといえる。