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論文

原子核物理からわかること; オクロ現象

岩本 昭

数理科学, (465), p.10 - 17, 2002/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/40002001770

本解説記事は、雑誌「数理科学」における特集「物理定数のプロフィール」に掲載予定の依頼原稿である。ここで議論するのは、電弱相互作用や強い相互作用の強さが宇宙の加齢とともに変化する可能性を、原子核物理の観点から調べる試みである。この試みとして、長半減期の$$beta$$崩壊核種の検討やビッグバン時点や星の中での元素合成過程の検討があげられるが、その中でも最も高い精度での議論ができる、オクロ天然原子炉での核分裂生成物のデータを用いた方法を詳細に述べる。主としてSmアイソトープの解析を通して、オクロ原子炉が動いていた約20億年前の中性子共鳴準位のエネルギーが決定でき、それを用いてこの20億年間での電磁相互作用及び強い相互作用の強度変化を議論する。結論として、これら相互作用定数が現在の値から変わり得る上限値として、ほかのすべての方法によるものより小さい値を与えることを解説する。

報告書

Vacuum discharge as a possible source of $$gamma$$-ray bursts

Mao, G.; 千葉 敏; Greiner, W.*; 親松 和浩*

JAERI-Research 99-072, p.15 - 0, 1999/12

JAERI-Research-99-072.pdf:0.7MB

高密度物質中での強い相互作用によって起こる真空(Dirac海)からの自発的な粒子・反粒子生成によって$$gamma$$線バーストのエネルギーが説明できることを示す。われわれのモデルでは、生成された反粒子が周囲に存在する物質中で対応する同種粒子と対消滅し非常に大きなエネルギーを放出し、それが$$gamma$$線バーストのエネルギー源となる。このような粒子・反粒子対生成を起こすのに必要な臨界密度以上の高密度物質を作る候補としては、二つの中性子星の衝突、またはブラックホールと中性子星の合体が考えられる。そこで、二つの中性子星の衝突の場合に起こる陽子・反陽子生成と引き続き起こる対消滅によるエネルギー放出量を推定し、約10$$^{51}$$から10$$^{53}$$erg(衝突係数によって異なる)という値を得た。この値は、最もエネルギーの大きい$$gamma$$線バーストの初期エネルギーとして観測されている値と一致する。本研究においてわれわれが提案したシナリオを検証するために、$$gamma$$線バースト源からの反陽子スペクトルを測定することを提案する。

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