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偏極Xe標的を用いた中性子-原子核スピン相関項の研究

Study of neutron-nuclear spin correlation term with a polarized xenon target

酒井 健二 ; 奥 隆之; 奥平 琢也; 甲斐 哲也 ; 原田 正英; 廣井 孝介; 林田 洋寿*; 清水 裕彦*; 山本 知樹*; 猪野 隆*; 広田 克也*

Sakai, Kenji; Oku, Takayuki; Okudaira, Takuya; Kai, Tetsuya; Harada, Masahide; Hiroi, Kosuke; Hayashida, Hirotoshi*; Shimizu, Hirohiko*; Yamamoto, Tomoki*; Ino, Takashi*; Hirota, Katsuya*

中性子基礎物理学において、パリティ非保存(PNC)項や時間反転非保存(TRNC)項と干渉する中性子スピン${bf s}$とXe核スピン${bf I}$の相関項$${bf s} cdot{bf I}$$は重要な研究テーマである。中性子共鳴ピーク付近でPNC項の増大が測定され、スピン交換光ポンピング(SEOP)法により$$10^{-2}sim 10^{-1}$$の偏極が得られるキセノン(Xe)は、本研究にとって興味深い原子核である。我々は小型SEOPシステムを用いた偏極Xe標的を開発し、$$^{129}$$Xeの9.6eV共鳴ピーク付近でのXe偏極時と非偏極時の中性子透過率比の変化$$Delta R_P$$を捕らえることで、$${bf s}cdot{bf I}$$項に起因する中性子偏極能力の測定を試みた。今回の実験では、本測定系が系統誤差となるドップラーブロードニング効果を区別できることを実証した上で、初期結果として$$Delta R_{P} approx 0.01$$の有意な値を得た。

In neutron fundamental physics, a study of correlation term $${bf s}cdot{bf I}$$ of a neutron spin ${bf s}$ and a target nuclear spin ${bf I}$ is important because the $${bf s}cdot{bf I}$$ term interferes to parity non-conserving (PNC) and time reversal non-conserving (TRNC) terms. For this study, a xenon (Xe) is an interesting nucleus because it has been observed an enhancement of PNC effect around neutron resonance peaks, and polarizes up to $$10^{-2}sim 10^{-1}$$ by using a spin exchange optical pumping (SEOP) method. We attempted to develop a polarized Xe target in a compact in-situ SEOP system and measure neutron polarizing ability caused by the $${bf s}cdot{bf I}$$ term at a 9.6 eV s-wave resonance peak of $$^{129}$$Xe, by detecting change $$Delta R_P$$ of a ratio between neutron transmissions with the polarized and unpolarized Xe target. As preliminary results, we observed a signified value of $$Delta R_{P} approx 0.01$$ after demonstrating that our apparatus could distinguish Doppler broadening effect as systematic error.

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