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Measurement of the angular distribution of $$gamma$$-rays after neutron capture by $$^{139}$$La for a T-violation search

時間反転対称性の破れ探索のための$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)の角度分布測定と熱外中性子偏極技術の開発の現状

奥平 琢也; 清水 裕彦*; 北口 雅暁*; 広田 克也*; Haddock, C. C.*; 伊藤 維久也*; 山本 知樹*; 遠藤 駿典*; 石崎 貢平*; 佐藤 匠*; 高田 秀佐*; 古賀 淳*; 吉岡 瑞樹*; 猪野 隆*; 旭 耕一郎*; 百瀬 孝昌*; 岩田 高広*; 奥 隆之; 酒井 健二 ; 木村 敦; 中尾 太郎*; 日野 正裕*; 嶋 達志*; 山形 豊*

Okudaira, Takuya; Shimizu, Hirohiko*; Kitaguchi, Masaaki*; Hirota, Katsuya*; Haddock, C. C.*; Ito, Ikuya*; Yamamoto, Tomoki*; Endo, Shunsuke*; Ishizaki, Kohei*; Sato, Takumi*; Takada, Shusuke*; Koga, Jun*; Yoshioka, Tamaki*; Ino, Takashi*; Asahi, Koichiro*; Momose, Takamasa*; Iwata, Takahiro*; Oku, Takayuki; Sakai, Kenji; Kimura, Atsushi; Nakao, Taro*; Hino, Masahiro*; Shima, Tatsushi*; Yamagata, Yutaka*

原子核が熱外中性子を共鳴吸収する反応において、弱い相互作用起因のパリティ対称性の破れが核子間相互作用の最大10$$^{6}$$倍増幅される現象が観測されている。この反応では時間反転対称性の破れにも同様の増幅効果があることが理論的に予言されており、全く新しい手法で未知の時間反転対称性の破れを世界最高感度で探索できる可能性がある。しかし、その増幅率は全ての核種で未知であり、この手法がもつ可能性を具体的に議論できていなかった。本研究ではJ-PARC, MLF, BL04のGe検出器群を用いて、$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応の角度分布測定を行い、世界で初めて$$^{139}$$Laで時間反転対称性の破れの増幅率を求めることに成功した。この結果を用いて、実験に必要な測定時間を見積もると、偏極率40%のLa核偏極技術、偏極率70%, 79atm・cmの$$^3$$He Spin Filterを用意すれば、1.4日の測定で世界最高感度で時間反転対称性の破れ探索実験が可能であることが判明した。現在原子力機構では高性能な$$^3$$He Spin Filterの開発を行なっており、本発表では$$gamma$$線の角度分布測定の結果、及び共用ビームラインに適用するための$$^3$$He Spin Filterの開発の現状について発表する。

Parity violating effects enhanced by up to 10$$^6$$ times have been observed in several neutron induced compound nuclei. There is a theoretical prediction that time reversal (T) violating effects can also be enhanced in these nuclei implying that T-violation can be searched for by making very sensitive measurements. However, the enhancement factor has not yet been measured in all nuclei. The angular distribution of the (n,$$gamma$$) reaction was measured with $$^{139}$$La by using a germanium detector assembly at J-PARC, and the enhancement factor was obtained. From the result, the measurement time to achieve the most sensitive T-violation search was estimated as 1.4 days, and a 40% polarized $$^{139}$$La target and a 70% polarized $$^3$$He spin filter whose thickness is 70 atm$$cdot$$cm are needed. Therefore high quality $$^3$$He spin filter is developed in JAEA. The measurement result of the (n,$$gamma$$) reaction at J-PARC and the development status of the $$^3$$He spin filter will be presented.

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