ベリリウム9核のクーロン分解反応を用いた軽元素起源の爆発的元素合成の研究

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宇宙を構成する元素の起源の解明には、核物理と宇宙物理両方の理解が必要となる。ビッグバン直後、H, He, Liといった軽い元素は合成されたが、質量数Aが5と8の原子核は束縛核として存在しないため、これより重い元素は合成されなかった。このA=5, 8の“ギャップ”を越えて元素が作られる過程は、恒星の中のトリプルα反応が主な経路であると考えられてきた。この反応によって3つのα粒子が反応しA=12の12C(炭素)が合成される。すなわち、多様な宇宙と生命の誕生の為に、この反応は必要不可欠である。しかし、太古の星(金属欠乏星)の超新星爆発において起こるとされるHeを起源とする爆発的元素合成過程(軽いr過程)では、α(αn, γ)9Be反応(α+α+n→9Be+γ)がA=5, 8の“ギャップ”を越えるもう一つの重要な経路となりうることが、近年の理論的研究で示され、注目されている。もしこれが事実とすれば、トリプルα反応に代わる新たなバイパスができることになり、元素合成シナリオの大幅な書き換えが必要となる。我々は、α(αn, γ)9Be反応の実験的測定に先立ち、中性子数20-28領域の中性子過剰核29Ne, 33, 35, 37Mg, 39, 41Silについて、核力分解反応、クーロン分解反応を世界に先駆けて行った。さらにこの実験の詳細なオフライン解析を進め、いくつかの重要な結果を得ている。特に31Me, 37Mgにおける全く新しいp波中性子ハロー構造を発見し、注目されている。これらの成果の一部について、東京で行われた国際会議(ARIS2014)で発表を行い、高い評価を得ている。また、アメリカ・ハワイ・ワイコアラで行われた国際会議(Hawaii2014)、及びアメリカ・ミシガン州立大学・NSCLのセミナーにおいて招待講演(英語)を行った。