ＴＰＣを用いた２４Ｍｇ原子核におけるアルファ凝縮状態の探索

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本研究の目的は、24Mg原子核に発現すると予想されている特異な構造を持った励起状態であるアルファ凝縮状態を探索することである。アルファ凝縮状態に励起した24Mg原子核の崩壊様式では、 多数の低エネルギーアルファ粒子を放出する過程が支配的であると考えられる。広い角度領域に渡って放出される低エネルギーアルファ粒子の高効率検出は従来の検出器系では困難であったため、本研究ではガス検出器の一種であるTPC (Time Projection Chamber) を開発してきた。平成29年度は前年度から実施していた実験計画の具体化のためのシミュレーションを実施したが、実験を実施する大阪大学核物理研究センターの平成30年度以降の運転計画に鑑み、数年以内に物理データ取得を目的とする実験を実施することが困難であることが判明した。そのため、今年度は主として検出器系の改良を行い、本研究で開発したTPCのアクセプタンスを活かした他の反応モードの測定の可能性を検討した。TPCの改良としては、電子増幅機構のGEMを追加する改修を実施した。これにより、十分な信号波高を維持しつつ、興味ある測定モードの背景事象の最小化やガス中での電子輸送特性といった観点に基づいて、検出ガス組成を最適化を実施可能になった。4Heの光分解反応断面積の実験データは、崩壊閾値近傍のエネルギー領域において不定性が大きい。本研究で開発したTPCを検出器中に封入したHeを主体とする検出ガスを反応標的としても用いるアクティブ標的として運用することで、低エネルギー崩壊荷電粒子の高効率検出と荷電粒子飛跡の形状情報を使用しての背景事象の棄却が同時に可能となる。ニュースバル放射光施設で実施した本反応測定のためのテスト実験のデータを用いて、背景事象の棄却と飛跡情報の抽出をするためのソフトウェアを開発し、平成30年度に実験を実施するための準備を進めた。