反応断面積による中性子スキン厚決定と非対称核物質状態方程式の解明

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平成29年度には、平成28年度に取得した、カルシウムCa同位体の原子核標的に対する反応断面積データの解析を行った。Ca同位体について、42Caから51Caの反応断面積データから物質半径を決定し、先行研究で既に得られている陽子分布半径と組み合わせる事で、中性子スキン厚を相対中性子過剰度δ=(N-Z)/Aに対して0.05 < δ < 0.22の広い範囲で決定した。不安定核をも含んだδの広い領域にわたって直接的導出法により中性子スキン厚を決定したのは世界初である。本研究による中性子スキン厚データから、平均場理論計算の助けを借りて核物質状態方程式の対称エネルギー項密度依存パラメータL決定を試みた。但し、Ca同位体における核半径の中性子数依存性に対する理論計算の定量的理解が未だなされていないため、一意的にLの値を決定する事は現状では出来ていない。本研究によるCa同位体のデータのLに対する感度を見積もった所、30 MeV以下の精度でLを決定出来る感度をもっている事が分かった。このように、不定性の少ない中性子スキン厚データから30 MeV以下の精度でLを決定出来る事は、これまでに達成されていなかったLの一意的決定に大きく貢献する事が期待される。同時に取得されたNi同位体についての結果も合わせることにより、更に精度良くLを決定しうる事が期待される。また、Ca同位体は中性子魔法数N = 28を超えた領域で陽子分布半径が以上に増大する事が近年指摘されており大きな注目を集めている。本研究により導出された物質半径もN = 28を超えた領域で以上に増大しており、理論計算との比較から、原子核表面付近におけるぼやけの急激な変化に起因している事が分かった。この現象は従来の原子核半径の常識では考えられなかったものであり、反応断面積測定による原子核構造研究の新たな可能性を示すものである。