From low energy nuclear experiment to explosive astrophysical phenomena: Trojan Horse Method approaching X-ray bursts

从低能核实验到爆炸性天体物理现象：接近X射线爆发的特洛伊木马方法

• 批准号: 22K03661
• 负责人: 早川 勢也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03661/
• 关键词: 原子核物理学実験; 宇宙核物理学; 不安定核ビーム; X線バースト; rp過程; トロイの木馬法; 冷却気体標的開発; 爆発的水素燃焼過程

本研究は、直接的には測定の難しい原子核反応断面積を間接的に測定することによって、その反応が重要となるX線バーストなどの天体現象中の元素合成過程への影響を解き明かそうとするものである。当初の計画としては、研究の前段階で直接測定が適用可能な高エネルギー領域(重心系エネルギーで>3 MeV)で断面積を確定してから、トロイの木馬法による間接測定により、低エネルギー領域へデータを延伸する計画であった。しかし、前研究の直接測定では、理論的な統計モデルから予想される断面積よりも2桁程度以上も小さいことが分かり、断面積の絶対値の規格化が必要なトロイの木馬法にそのデータを適用するほどのデータの質を得られなかった。そのため、今後の研究方針については、より有用なデータを得るために、いくらかの変更が必要であると考えている。当該年度の成果としては、今後どのような戦略を取るにしても共通で必要となる実験装置の整備を進めた。具体的には、原子核反応で出てくる荷電粒子を捉えるための複数のシリコン検出器を低ノイズかつコンパクトに使用するためのケーブルや真空フィードスルーなどの環境を整えた。また、今後どのような実験をプロポーズしていくかを決定するために、実験のシミュレーションや、研究グループ内での議論を進めている。また、不安定核である二次ビームの強度は、生成気体標的の熱耐性に依存する。この標的の試作品の試用で改善点(耐圧力性能、標的膜冷却性能)が浮き彫りになり、今後の改良を検討している。

This study is aimed at solving the problem of direct determination of the cross-sectional area of atomic nuclei and indirect determination of the influence of the element synthesis process on X-ray phenomena. The initial project was conducted in the early stages of the study. Direct measurement was applied to determine the cross-sectional area of the possible high-growth domain (gravity system>3 MeV). The Trojan horse method was used to indirectly determine the cross-sectional area of the low-growth domain. Before the study, the direct measurement of the theoretical statistical data was carried out, and the cross section area was calculated to be more than 2 mm in size. The normalization of the cross section area was necessary. The Trojan horse method was applied to the quality of the cross section. For future research policies, it is necessary to examine and evaluate the effectiveness of research. When the results of the year are changed, the future development of the equipment will be improved. Specifically, the charged particles in the nucleus are detected by a plurality of detectors, and the environment is adjusted by a vacuum detector. In the future, we will continue to discuss and discuss the issues in the research field. The intensity of unstable nuclei depends on the thermal tolerance of the generated particles. The improvement points (pressure resistance performance, target film cooling performance) of the test products of this subject are discussed in detail in the future.