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