中性子-重陽子弾性散乱を用いた3体力の研究

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本研究では現在世界的に注目を浴びている核力の3体力の問題に対する最終的な結論を得ることを目的とし、大阪大学核物理センター(RCNP)において250MeV偏極中性子・重陽子弾性散乱測定実験を行った。昨年度までの研究で前方角度(CM系60度以下)及び後方角度(CM系90度以上)の微分散乱断面積及び偏極分解能の測定を行った。本年度は未だ測定がなされていなかった中間角度範囲(CM系60度から90度)での測定を行い、今までのデータと合わせてほぼ全角度範囲を覆うデータを取得した。実験はRCNPに建設した(n,p)facilityにおいて行った。得られた結果をFaddeev理論計算と比較し、3体力の効果について議論を行った。二核子間力のみを用いた理論計算は、CM系90度より後方で微分散乱断面積の実験結果を大きく過小評価する。三体力を理論計算に取り入れることにより実験値との不一致は改善されるが、しかし理論計算は未だにCM系110度以上における実験値を過小評価する。これは、三体力を取り入れた計算で微分断面積が非常に良く再現された135MeV/Aの時と大きく異なる。エネルギーが高くなったことにより理論が実験を再現できなくなった原因として、理論に相対論的効果が取り入れられていないことが考えられた。そこで運動学的相対論効果を取り入れた理論計算と実験値との比較を行った。相対論的効果によりCM系160度以上の理論と実験の不一致は改善された、しかし実験値を未だ過小評価している。また、CM系160度より前方の不一致は相対論的効果では全く改善されなかった。本研究のエネルギー領域でのさらなる研究が必要だと言える。また、同じエネルギーで行われたpd弾性散乱の結果と比較することにより、世界で初めて、このエネルギー領域で実験的にクーロン力の効果を検証した。成果は、日本物理学会及び海外での国際会議で発表された。