Structure of nuclei and atoms with high isospin - Study of quantum phase transition -

高同位旋原子核和原子的结构 - 量子相变研究 -

• 批准号: 19H01926
• 负责人: 小田原 厚子
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01926/
• 关键词: 原子核構造; 中性子過剰核; スピン偏極ビーム; ベータ崩壊; 原子核の量子相転移

中性子数の増加は核子間相互作用の変化を導き、平均場へ影響を与え、ついには原子核の形を球形からレモン型へと変化させて量子相転移を引き起こす。この転移点近傍核では、様々な構造が共存する量子力学特有な現象が生じることが明らかになりつつある。これを解明すべく、本研究では、中性子数の魔法数20消失現象でよく知られているMg-32核周辺の「逆転の島」と呼ばれる原子核に注目して研究を行っている。本課題の特徴は、不安定核をスピン偏極することで核構造の精密な情報を引き出す我々独自の手法と、独自のレーザー技術により原子構造を解明する手法、を組み合わせた分野融合型の研究であり、カナダのTRIUMFで実施する国際共同研究である。2019年度にMg-31スピン偏極核のβ崩壊からAl-31核の構造を、また、無偏極Mg-33核のβ崩壊からAl-33核の構造を解明する実験を行った。残念ながら、今回は低偏極度のスピン偏極Mg-31ビームしか得られなかったが、十分な統計量のおかげでデータ解析を進め、得られた原子核構造（変形共存）の知見を投稿論文にまとめているところである。また、Mgの高偏極度スピン偏極ビームを開発するためにビームラインの改良を行った。ビーム輸送中のスピン偏極保持のための環境磁場を打ち消す低磁場を発生するコイルの設置をTRIUMFのプロジェクトとして実施した。この低磁場と測定位置での高磁場をなめらかにつなぐ永久磁石の設計・製作は日本グループで行った。2022年度に若手研究協力者が現地へ赴き、ビームラインの改良の現状を現地の研究協力者と議論した。さらに、スピン偏極Mg-33核のβ崩壊実験のための検出器の準備や回路系の多チャンネル化への移行を進めた。検出器やこれら一連の検出器システムのテストを兼ねた実験を理化学研究所や大阪大学核物理研究センターで実施し、期待した性能が得られることが分かった。

The increase in the number of nuclei leads to the transformation of the interaction between nuclei, the influence of the mean field, the shape of nuclei, the transformation of the quantum phase shift, and so on. The phenomenon peculiar to quantum mechanics arises from the near nucleus of the shift point. This study shows that the phenomenon of disappearance of Mg-32 nucleus in the middle of the magic number of 20 has been studied. The characteristics of this project include: the introduction of precise information on nuclear structure, independent methods, independent technology, interpretation of atomic structure, and the implementation of international joint research on TRIUMF. In 2019, the structure of Mg-31 and Al-31 cores was clarified, and the structure of Al-33 cores was clarified. The results of the analysis of nuclear structure (shape blue shift) are as follows: The development of high polarization and high polarization of Mg The setting of TRIUMF for maintaining polarization in the ambient magnetic field during transmission The design and manufacture of permanent magnets for measuring the position of low magnetic field and high magnetic field In 2022, if there are any research collaborators, they will discuss the current situation of the improvement of the system. The preparation of the generator and the migration of the multiple-layer circuit of the polarization Mg-33 core The research team of the Institute of Physical Chemistry and the Institute of Nuclear Physics of Osaka University has been working hard to improve the performance of the system.

项目成果

Coexistence of various structures in a narrow excitation energy region in neutron-rich Mg nuclei

富中子镁核中多种结构在窄激发能区中共存

• 发表时间: 2021
• 作者: H. Nishibata;A. Odahara;T. Shimoda;J. Lassen;C.D.P. Levy;R. Li;M.R. Pearson
• 通讯作者: M.R. Pearson

Mg-33のβ崩壊による中性子過剰核Al-33の束縛状態と中性子非束縛状態の研究

Mg-33 β 衰变引起的富中子核 Al-33 的束缚态和中子非束缚态研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 大上能弘;小田原厚子;西畑洸希;下田正;大谷優里花;飯村俊;Nurhafiza M. Nor;前島大樹;金谷晋之介;浜野友哉;関口直太;浅川寛太C;C.D.P. Levy;M.R. Pearson;J. Lassen;R. Li
• 通讯作者: R. Li

大阪大学大学院理学研究科物理学専攻 原子核実験研究室

大阪大学研究生院理学研究科物理系核实验实验室

hape coexistence and shell evolution in neutron-rich Mg and Al nuclei studied by β-decay spectroscopy with spin-polarized RI beams

利用自旋极化 RI 光束的 β 衰变光谱研究富中子 Mg 和 Al 核中的形状共存和壳层演化

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村 聡;A. Odahara
• 通讯作者: A. Odahara

スピン偏極Mgビームを用いた中性子過剰Alの構造研究

利用自旋极化镁束研究富中子铝的结构

• 发表时间: 2019
• 作者: 濵野友哉;西畑洸希;小田原厚子;下田正;前島大樹;大上能弘;大谷優里花;飯村俊;金谷 晋之介;畠山温;浅川寛太;関口直太;平山賀一;若狭智嗣;C.D.P. Levy;M.R. Pearson;J. Lassen;R. Li
• 通讯作者: R. Li