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Resolving the gamma-ray emission mechanism from the giant resonance of 12C and 16O and the detection of supernova neutrinos

解析12C和16O巨共振伽马射线发射机制及超新星中微子探测

基本信息

批准号：
20K03989
负责人：
作田誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03989/
关键词：
ニュートリノ酸素炭素反応電子酸素炭素反応超新星爆発ニュートリノ軽原子核の巨大共鳴巨大共鳴の粒子崩壊と電磁崩壊超新星爆発ニュートリノの検出ニュートリノ炭素・酸素助大共鳴反応ニュートリノ炭素・酸素準弾性反応酸素原子核の巨大共鳴ニュートリノ酸素原子核反応電子酸素原子核反応酸素炭素の巨大共鳴電磁遷移超新星爆発ニュートリノ

项目摘要

本研究の目的は、1)軽い安定核の典型である炭素、酸素の巨大共鳴領域からの粒子崩壊と直接電磁崩壊のγ線データ解析により、崩壊機構を定量的に解明すること、2)その結果を超新星爆発からのニュートリノ反応検出に生かすこと、である。2022年度には、原子核の核摸型の専門家である日大鈴木俊夫氏が本研究分担者になり研究組織が一層強化された。スーパーカミオカンデ(SK)実験は、2022年年度に純水にガドリニウム(Gd)0.03%導入し中性子検出能力を装備し、SK-Gd実験としてニュートリノ観測を開始した。これらの状況を考慮し、2022年度は目標の2)により力を入れた。これまでは、ランガンケらがニュートリノと酸素の巨大共鳴(16MeV以上の励起状態)生成反応からの5MeV以上のγ線検出が提案されていた。我々は、12.97MeVと12.53MeVの励起状態へのニュートリノ酸素中性カレント反応に着目し、4.4MeVγ線検出の断面積を世界で初めて計算した(文献１、PTEP2023, 013D02)。その際に、酸素原子核の励起状態である12.97MeVと12.53MeVの間のアイソスピン混合も定量的に評価した。さらに、10kpcの超新星爆発の際のSK実験での事象数の特徴についても議論した。第２にGdの熱中性子捕獲反応で生成された２つのγ線の角度相関を解析出版した（文献２、PTEP2023, ptad059）。この知見はSK-Gd実験やGdを中性子検出に使う実験には重要である。鈴木氏は、電子型ニュートリノとO18の荷電反応を核模型で計算し、O16の場合より大きな断面積を得た。O18の同位体含有率0.205%を考慮してSK実験による超新星ニュートリノのO18同位体による事象数を評価した。2名共に2022年度に主要な国際会議において招待講演を行い、これらの成果を発表した。成果は順調にまとまりつつある。

The objectives of this study are: (1) to clarify the quantitative analysis of gamma-ray data in the typical carbon and acid resonance domain of stable nuclei; and (2) to obtain the results of supernova explosion. In 2022, the nuclear model of the atomic nucleus was strengthened by the research organization of Toshio Suzuki. SUSAPRAKAMIOKANDE (SK) will be equipped with the ability to introduce 0.03% of pure water into SK-Gd in 2022, and SK-Gd monitoring will begin. 2) The goal of 2022 is to improve the quality of the products. The resonance of the acid element (excited state above 16MeV) generates the reverse resonance and gamma ray detection above 5MeV. The initial calculation of the cross-sectional area of the excited state of the electron beam at 12.97 MeV and 12.53 MeV was carried out for the first time in the world (PTEP2023, 013D02). The excitation state of the atomic nucleus of the acid is 12.97MeV and the mixture is quantitatively evaluated. The characteristics of the number of events during the supernova explosion of 10kpc were discussed. The angular correlation analysis of Gd and γ rays was published (ref. 2, PTEP2023, ptad059). This knowledge is SK-Gd, Gd and Gd. Suzuki's electronic-type nuclear model for O18 is calculated, and the large cross-section area of O16 is obtained. O18 isotope content 0.205%, considering the occurrence of supernovae and the occurrence of O18 isotopes 2. A total of 2022 major international conferences were held in Beijing. The results are in sequence.