原子核内における核子相関の実験的検証

原子核内における核子相関を定量的に理解することは、現代の原子核物理学における主要命題の一つである。我々は、核子相関の中でも特に重要であるテンソル相関について、それが原子核中で作用している姿を実験的に観測することを目指している。テンソル相関は、その本質として核内の陽子・中性子(pn)ペアの相対運動量分布にスピン依存性をもたらすことが期待されていた。本研究では、高分解能(p,d+p)反応測定という手法を適用することで核内のpnペアをそのスピン状態も含めて実験的に観測し、上述のテンソル相関の振る舞いを検証した。本年度は東北大学CYRIC施設において、4Heに対する(p,d+p)測定に向けた検出器の開発・実験セットアップの組み上げを完了した。具体的には、散乱陽子・重陽子を検出するためのdE-E検出器の開発、冷却ガス標的システムの調整・改良などを主に遂行した。そして、実際に4He原子核に対して入射エネルギー80MeVにおける(p,d+p)反応スペクトルを取得した。得られた実験データをインパルス近似計算と組み合わせて解析を行った結果、pnペアの相対運動量が上がるに従い、スピン１(平行)に組んだペアの割合が増大するというテンソル相関の特徴と符合する兆候を見出すことに初めて成功した。これらの成果は、既に会議等において広く公表し、実験・理論研究者双方から良い反響を得ている状況である。以上により本申請の目標は一通り達成された。今後の発展として、実験データと核構造理論計算とをより定量的に比較するために、(p,d+p)反応の核反応理論計算のさらなる精緻化が望まれている。

原子核内における核子相関を定量的に理解することは、現代の原子核物理学における主要命題の一つである。我々は、核子相関の中でも特に重要であるテンソル相関について、それが原子核中で作用している姿を実験的に観測することを目指している。テンソル相関は、その本質として核内の陽子・中性子(pn)ペアの相対運動量分布にスピン依存性をもたらすことが期待されていた。本研究では、高分解能(p,d+p)反応測定という手法を適用することで核内のpnペアをそのスピン状態も含めて実験的に観測し、上述のテンソル相関の振る舞いを検証した。本年度は東北大学CYRIC施設において、4Heに対する(p,d+p)測定に向けた検出器の開発・実験セットアップの組み上げを完了した。具体的には、散乱陽子・重陽子を検出するためのdE-E検出器の開発、冷却ガス標的システムの調整・改良などを主に遂行した。そして、実際に4He原子核に対して入射エネルギー80MeVにおける(p,d+p)反応スペクトルを取得した。得られた実験データをインパルス近似計算と組み合わせて解析を行った結果、pnペアの相対運動量が上がるに従い、スピン１(平行)に組んだペアの割合が増大するというテンソル相関の特徴と符合する兆候を見出すことに初めて成功した。これらの成果は、既に会議等において広く公表し、実験・理論研究者双方から良い反響を得ている状況である。以上により本申請の目標は一通り達成された。今後の発展として、実験データと核構造理論計算とをより定量的に比較するために、(p,d+p)反応の核反応理論計算のさらなる精緻化が望まれている。