直線偏光ガンマ線を用いた鉛原子核のピグミー共鳴の研究

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本研究では、核共鳴蛍光散乱を用いて安定な鉛原子核の双極子準位を励起し、脱励起の際に放出される散乱ガンマ線の測定を行う。散乱ガンマ線の強度から、励起エネルギー5～8MeV領域の共鳴準位への電気双極子（E1）遷移の強度を明らかにし、中性子過剰な原子核の励起エネルギー10MeV以下に現れる中性子スキンとの関連を調べる。鉛204の核共鳴蛍光散乱実験から得られた実験データの解析から、励起エネルギー3.6～8.4MeVに136本の双極子遷移を観測し、それらの強度から共鳴幅を求め、電気双極子（E1）遷移を仮定し、換算E1遷移確率の評価を行った。その結果、励起エネルギー3.6～8.4MeVの全E1強度として、0.613(6)e^2fm^2が得られ、E1総和則の強度の0.546(6)%となることがわかった。また、核統計模型に基づくシミュレーションコードγDEXを用いて、準連続状態に起因する遷移強度を評価した。その結果、離散的な遷移に基づく強度より、9倍程度大きな遷移強度となることがわかった。多重フォノン配位を考慮した準粒子フォノン模型 (QPM)を用いた理論計算では、換算E1遷移確率が0.971e^2fm^2となり、実験から得られた離散的なE1遷移強度をほぼ再現する結果が得られ、準連続状態を含む遷移強度を再現するためには、より高い励起状態との結合を考慮する必要があることを明らかにした。また、陽子と中性子の密度分布の解析から、励起エネルギーが9MeV以上では、巨大E1共鳴で特徴的な陽子と中性子が逆位相で振動する状態が現れ、6.5～7.5MeVでは、核表面において中性子スキンが現れ、振動に寄与するピグミー共鳴的な運動モードが現れることがわかった。