中性子星の構造解明に向けた重い中性子過剰核のスキン厚測定

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本研究は、重い中性子過剰核の中性子スキン厚(原子核表面に現れる中性子の層)を導出し、中性子星の構造を解明することを目的とする。中性子星の大きさと中性子スキンの厚さには約10の19乗のスケールの違いはあるが、中性子物質の圧力という共通のパラメータを持つ。現在、この圧力パラメータには大きな不定性があるため、本研究でより精度良く決める。スキン厚は反応断面積(原子核反応の確率)を測定することで導出できる。重い原子核の場合、原子番号が大きくなるため、スキン厚の導出に直接寄与しないクーロン力による分解反応の影響が大きくなることが課題とされてきた。そこで、本研究ではクーロン分解の影響が最も少ないとされる水素を反応標的に用いることで、この課題を克服する。特に、本研究では申請者が開発し運用してきた固体水素標的を使用する。この固体水素標的は反応断面積測定に特化したもので、最大直径50 mm×長さ100 mmの固体水素を作成することができる。実験は理化学研究所のRIビームファクトリー(RIBF) にて行う。RIBFでは重い中性子過剰核の生成を可能とする。本研究ではスズの原子核に注目し、特に、134-137Sn(陽子数50、中性子数84-87)の重い中性子過剰核のスキン厚の導出に挑戦する。これまでの固体水素標的は生成中に生じる入射膜の膨らみに起因する厚さの不均一性が課題となっていた。本年度、既存の固体水素標的に新たにHeガスセルを取り付けることで、この膨らみを抑制することができた。これにより、より精度の良い実験データの取得が期待できる。スズ原子核の反応断面積測定の準備は既に整っているが、施設のトラブル等の影響により本実験はまだ実施できていない。