中性子弾性散乱による原子核平均場の研究

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本研究では、光学ポテンシャルの分散関係に基づき、ポテンシャル実数部の虚数部の相互依存性から、核子平均場の知見を得ることを目的として、^<32>Sを標的とした中性子弾性散乱の実験を行った。^<32>Sにおける過去の中性子散乱のデータは10〜20MeV程度の入射エネルギーにおけるものであり、より高いエネルギーのデータは報告されていない。本研究では入射エネルギー35MeVの精度の高い中性子散乱のデータを得た。実験は東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターにおいて行った。35MeVの中性子ビームには、38MeVにおける^7Li(p,n)反応で生成された単色中性子ビームを用いた。散乱中性子のエネルギー分析には飛行距離45mの中性子飛行時間測定装置を用いた。今回の実験で得られた35MeV中性子弾性散乱のデータと、過去に報告されたものを総合して、10〜35MeVのエネルギー範囲で、中性子光学ポテンシャルの実数部及び虚数部のエネルギー依存性について調べた。これをもとにした分散関係の解析によって虚数ポテンシャルから、実数ポテンシャルのエネルギー依存性の要因となる芯偏極項を導出し、中性子-^<32>Sの平均場を評価した。さらに、中性子散乱から得られた散乱状態の正エネルギーポテンシャル(光学ポテンシャル)と、一核子移行反応のデータから評価された負エネルギーポテンシャル(束縛ポテンシャル)を含めてエネルギー依存性を調べた結果、フェルミ表面異常(Fermi surface anomaly)が確認された。一方、今回得られた平均場を束縛状態の負エネルギー領域に拡張し実験値と比較したところ、フェルミ表面異常が定量的に説明できることがわかり、この解析方法の有効性が確認できた。今後の研究の展開として、より広いエネルギー領域や、他の原子核においても核子平均場の研究を進めていく予定である。