Study for the thermalization of nuclei induced by a muon capture using the coincidence measurement of neutrons and gamma rays

本研究では、原子核ミューオン捕獲に伴う励起状態の構造を解明することを目的としている。特に、励起状態から放出される中性子およびγ線に着目し、それらの同時多重測定を行うことでミューオン捕獲により引き起こされる原子核の励起状態の熱的特性について研究を行う。またミューオン捕獲は同位体依存性の研究がほとんどなされていないため、標的原子核として中重核であり多くの安定同位体をもつZ=46核のパラジウム同位体を用い、同位体依存性についての議論を行う。実験は大阪大学核物理研究センターにおけるMuSICから供給されるミューオンビームを用いて行った。標的に負ミューオンを停止させ、生成された励起状態から放出される中性子およびγ線をそれぞれ液体シンチレータおよびBaF2検出器/Ge検出器で測定した。先年度までに実験は完了しているため、本年度はデータ解析を行った。先年度でのデータ解析で基礎的な検出器の校正等を終え、本年度は複数の検出器を組み合わせた解析により物理量を導出した。液体シンチレータの解析から中性子の放出多重度および角度相関、液体シンチレータとBaF2検出器の組み合わせから放出中性子のエネルギースペクトルをそれぞれ導出した。特に中性子エネルギースペクトルの形状の解析から、ミューオン捕獲後の励起状態の温度に当たる物理量を得ることができた。本年度は解析に用いた標的核種が限られているため、今後の解析によりこれらの物理量の同位体依存性が議論できると期待される。

本研究では、原子核ミューオン捕獲に伴う励起状態の構造を解明することを目的としている。特に、励起状態から放出される中性子およびγ線に着目し、それらの同時多重測定を行うことでミューオン捕獲により引き起こされる原子核の励起状態の熱的特性について研究を行う。またミューオン捕獲は同位体依存性の研究がほとんどなされていないため、標的原子核として中重核であり多くの安定同位体をもつZ=46核のパラジウム同位体を用い、同位体依存性についての議論を行う。実験は大阪大学核物理研究センターにおけるMuSICから供給されるミューオンビームを用いて行った。標的に負ミューオンを停止させ、生成された励起状態から放出される中性子およびγ線をそれぞれ液体シンチレータおよびBaF2検出器/Ge検出器で測定した。先年度までに実験は完了しているため、本年度はデータ解析を行った。先年度でのデータ解析で基礎的な検出器の校正等を終え、本年度は複数の検出器を組み合わせた解析により物理量を導出した。液体シンチレータの解析から中性子の放出多重度および角度相関、液体シンチレータとBaF2検出器の組み合わせから放出中性子のエネルギースペクトルをそれぞれ導出した。特に中性子エネルギースペクトルの形状の解析から、ミューオン捕獲後の励起状態の温度に当たる物理量を得ることができた。本年度は解析に用いた標的核種が限られているため、今後の解析によりこれらの物理量の同位体依存性が議論できると期待される。