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6 He 及び 5 He の深部空孔状態とクラスター構造. 京都大学 原子核・ハドロン物理学研究室 中津川 洋平. 京都大学 :中津川洋平 與曽井優 坂口治隆 安田裕介 寺嶋知 岸智史 銭廣十三 江守隆 岩尾快彦 阪大 RCNP : 藤原守 伊藤正俊 吉田英智 中西康介 川瀬啓悟 橋本尚信 奥村俊 甲南大理工:山形民穂 秋宗秀俊 木下麻希 藁科信行 徳島大総合:中山信太郎 伏見賢一 神戸常盤短大:田中正義 JASRI :豊川秀訓 東京工業大学:内田誠. contents. - PowerPoint PPT Presentation
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京都大学 :中津川洋平 與曽井優 坂口治隆 安田裕介 寺嶋知 岸智史 銭廣十三 江守隆 岩尾快彦阪大 RCNP : 藤原守 伊藤正俊 吉田英智 中西康介 川瀬啓悟 橋本尚信 奥村俊 甲南大理工:山形民穂 秋宗秀俊 木下麻希 藁科信行徳島大総合:中山信太郎 伏見賢一神戸常盤短大:田中正義JASRI :豊川秀訓 東京工業大学:内田誠
6He及び 5Heの深部空孔状態とクラスター構造
京都大学 原子核・ハドロン物理学研究室 中津川 洋平
contents
研究の動機 実験 解析 7Li(p,2p)6He* 6Li(p,2p)5He*
summary 7Li(p,2p) の偏極分解能
研究の動機軽い原子核・・・単純な殻構造とクラスター構造が混在 軽くなるにつれ、高励起状態からの直接崩壊が多い。⇒ 構造は崩壊様式に反映軽い核をターゲットにした (p,2p) 反応で励起された s-hole 状態の崩壊様式が調べられてきた。
7Li(p,2p)6He で生成される 6He の崩壊様式を調べ、その構造に関する情報を得よう⇒E204 (Nov.2003)
→ 6 He では?
6He(s-hole)7Lis-hole 状態・・・ もっとも深い 1s 軌道陽子を 1 つ叩き出した状態 ( 殻模型的表現 )
shell model に基づく理論計算~励起スペクトルと崩壊の分岐比~
• 15MeV 付近の bump• t + t は多くない (24%)
thresholdt+t 12.3MeV5He + n 1.77MeVα+2n 0.973MeV
検出器・ターゲット
大阪大学 RCNP Ring Cyclotron beam: 392MeV polarized proton• (p,2p) reactions dual spectrometer GR & LAS ( ~ 0 MeV/c recoil momentum for decay of the s-hole)• Thin targets :7Li (E204), 6Li (E250)
SSD array
・ decay charged particles SSD array (Si semiconductor) E204 100 or 20μm-5mm : 7 sets 500μm-300μm : 8 sets E250 500μm-μ300m : 8sets 500μm only : 7sets
Grand Raiden ,LAS & SSD
Grand Raiden LAS
proton
SSD array
target7Li ~ 1.4mg/cm2
trito
n ga
te
7Li(p,2p) スペクトルと崩壊粒子のローカス
s-hole 状態からの t+t 崩壊の分岐比 ・・・ 72.1±1.56%
all tritons detected
ターゲット中でのエネルギーロス、 discriminator の threshold . . .
十分高いエネルギー領域では ・・・ 92.3±2.62%
shell model の予想に反している!
クラスター描像
α から knock outt から knock out
6Li(p,2p)5He では ?
• 新たな興味・・・ 6Li(p,2p)5He ではどんな崩壊モード が観測されるだろうか ?
6Li ・・・ α+d
⇒E250(Nov. 2004)
s-hole 状態からはd+t が多く観測されるのでは?
同様の実験を 6Li ターゲットで行う
5He6Li
thresholdt+d ・・・ 16.8 MeVα+n ・・・ -0.798MeV
6Li(p,2p) スペクトルと崩壊粒子のローカス
dt
α d+t g
ateα+
n ga
te
崩壊モードの分岐比
α+n d+t
分岐比s-hole 全体α+n 21±1.1% d+t 79%
α+n peak 領域(Ex=15.0~17.5MeV)
α+n 40±1.2% d+t 60%
それ以上(Ex>17.5MeV)
α+n 8±1.1% d+t 92%
α+n
d+t( s-hole - (α+n) )
s-hole region
summary
6Li(p,2p)5He5He(s-hole) の崩壊様式 ・・・ d+t が多いはず(6 He からの類推)
7Li(p,2p)6He6He(s-hole) の崩壊様式・・・ t+t : 72% 以上( triton がすべて検出できるエネルギー領域では 92% )
2 つの triton からなるクラスター描像がよく成り立つ
s-hole 状態のスペクトル・・・ 2 成分実験の結果⇒ α+n decay を含む鋭い peak
偏極分解能 Ay
● 核内の核子間相互作用・・・自由空間とは異なる
● 最近の実験4He を中心とするいくつかの軽い核(平均核密度と Q-value が比例しない)で Ay を測定
媒質効果?(平均核密度) oroff-shell 性?( Q-value の違い)
● 自由空間での (p,p) の analyzing power(Ay) に 対する減少が観測されている
Ay は Q-value に対し滑らかに減少
s -hole 状態における Ay の減少 ( 7Li(p,2p) )
●polarized beam ⇒spin を up と down に分けて解析⇒Ay を計算
●6He の励起エネルギーごとのAy→s-hole の領域で Ay がなめらかに単調減少
同じ状態からの散乱で、励起エネルギーに対し変化 → Q-value依存 ?
free の Ay ?
s -hole 領域を 直線で fit
~ 6He の背景~Akimune et al.,6Li(7Li,7Be)6He*→decay(charge exchange reaction)
• 2 つの triton(3H) への崩壊⇒triton クラスターの重要性
α クラスターの優位
もっと単純な反応で見よう⇒本実験 ( (p,2p) 反応 )
研究の動機
7Li(p,2p) スペクトル
t+t 崩壊の分岐比
• SSD の数 8個• 等方性を仮定• branching ratio
• 各 SSD の立体角= 5.97msr• 2 tritons ⇔ 1 decay
=
Y(t+t)
Y(s-hole)
x 5.97[msr] x 8
x4π[sr] 1
2
= 72.1±1.56%
崩壊モードのゲート
α+n
d+t
崩壊粒子の識別 TOF( ターゲット- SSD) では 分離できなかった
⇒ d+t ローカス方向への射影で 崩壊モードを分ける
projection
Ay の解析
dσ
dσ
Y↑ =
Y↓ = ( 1 + P↓Ay ) Q↓ n
( 1 + P↑Ay ) Q↑
n
dΩ
dΩ ⊿Ω
⊿Ω
dσ
dΩY↓P↑ Y↑P↓
Q↓ Q↑P↑- P↓
= 1(
(1
n
Ay= αP↑ - P↓
1- αα=
Q↑Q↓
Y↑Y↓
⊿Ω
[ ]
polarized proton beam ⇒ spin を up と down に分けて解析
Yield を 1MeV の幅で計数し、各励起エネルギー( Q-value に対応)に対し Ay を求める。
Q:入射粒子の総数 n: ターゲットの密度
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