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論文

$$beta^-$$ decay of $$T_z$$ = +$$frac{11}{2}$$ isotopes $$^{37}$$Al and $$^{39}$$Si; Understanding Gamow-Teller strength distribution in neutron-rich nuclei

Abromeit, B.*; Tripathi, V.*; Crawford, H. L.*; Liddick, S. N.*; 吉田 聡太*; 宇都野 穣; Bender, P. C.*; Crider, B. P.*; Dungan, R.*; Fallon, P.*; et al.

Physical Review C, 100(1), p.014323_1 - 014323_14, 2019/07

中性子過剰核$$^{37}$$Al, $$^{39}$$Siとその娘核からのベータ崩壊をミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所において調べた。ベータ崩壊で得られた準位構造を大規模殻模型計算と比較し、実験と理論の良い一致が得られることがわかった。さらに、脱励起ガンマ線の強度から、それぞれの準位にベータ遷移する強度を表す$$log ft$$値を引き出した。これら奇核のベータ崩壊で得られた低励起状態への$$log ft$$値は偶偶核からのものよりも強くフラグメントしていることがわかった。これは、大規模殻模型計算で予言されたガモフテラー遷移強度の分布に対する一般的傾向に合致した結果である。

論文

Systematic shell-model study of $$beta$$-decay properties and Gamow-Teller strength distributions in $$A {approx} 40$$ neutron-rich nuclei

吉田 聡太*; 宇都野 穣; 清水 則孝*; 大塚 孝治*

Physical Review C, 97(5), p.054321_1 - 054321_17, 2018/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:49.68(Physics, Nuclear)

陽子数が13から18まで、中性子数が22から34までの78核種のベータ崩壊半減期及び遅発中性子放出確率を大規模殻模型計算によって求めた。これらは非常に中性子過剰な原子核であるため、実験データが限られており、また、速い元素合成過程の理解に重要な性質である。そのうち実験データがある47核種の半減期を非常によく再現することを示した。これらのベータ崩壊の性質については、核構造の観点からはガモフテラー遷移強度分布が重要となる。ガモフテラー遷移強度分布を詳しく調べた結果、半減期に対して特に重要な低励起状態への強度分布に核子数の偶奇性が強く現れることがわかった。陽子中性子対相関がその性質を支配していることを計算により示した。

論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.79

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

$$beta$$ decay of $$^{38,40}$$Si ($$T_z$$ = +5, +6) to low-lying core excited states in odd-odd $$^{38,40}$$P isotopes

Tripathi, V.*; Lubna, R. S.*; Abromeit, B.*; Crawford, H. L.*; Liddick, S. N.*; 宇都野 穣; Bender, P. C.*; Crider, B. P.*; Dungan, R.*; Fallon, P.*; et al.

Physical Review C, 95(2), p.024308_1 - 024308_7, 2017/02

AA2016-0485.pdf:0.5MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:39.76(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大の超伝導サイクロトロン施設にて中性子過剰核$$^{38,40}$$Siから$$^{38,40}$$Pへのベータ崩壊を測定した。親核の基底状態$$0^+$$からガモフテラー遷移で強く遷移する$$^{38,40}$$Pの$$1^+$$状態を下から3本観測することができた。これらの$$1^+$$状態はコア励起を伴う異常パリティ状態であるにも関わらず、励起エネルギーが1-2MeV領域と低く出現することがわかった。これらの$$1^+$$状態の励起エネルギーおよび$$log ft$$値は殻模型計算によってよく再現できた。$$1^+_1$$状態よりも$$1^+_{2,3}$$状態でガモフテラー遷移強度が大きくなるという実験結果を、これらの原子核の殻構造の観点から理解できることを示した。

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:10.17

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

口頭

Shell-model study of strength function in the $$sd$$-$$pf$$ shell region

宇都野 穣; 清水 則孝*; 大塚 孝治*; 本間 道雄*; 吉田 聡太*; 江幡 修一郎*

no journal, , 

近年、核構造研究の対象が安定核の低励起状態から、不安定核を含む高い励起状態へと大きく広がっている。殻模型計算は、主に低励起状態の記述に使われてきたが、十分大きな模型空間を採用することによって比較的高い励起状態の記述も可能である。この講演では、質量数が40-50程度の$$sd$$-$$pf$$殻領域の不安定核に対する、$$E1$$およびガモフテラー強度関数の殻模型計算を行った結果を発表する。いずれの計算も、基底状態とパリティの異なる状態が対象となるため、2主殻以上を取り入れた大規模殻模型計算が必要である。$$E1$$励起の強度関数については、安定カルシウム同位体の実験データをよく再現するとともに、中性子数が28を超える核におけるピグミー双極子励起の存在を予言した。また、ガモフテラー励起の強度関数を計算することによって、この領域の半減期を系統的かつ精度よく再現することに成功した。

口頭

軽い中性子過剰核の半減期と遅発中性子放出確率の核構造計算

宇都野 穣; 吉田 聡太*; 清水 則孝*; 大塚 孝治*

no journal, , 

不安定核の半減期と遅発中性子放出確率は原子力で要求される核構造データのうち、最も基本的なものである。これらのデータは安定核近傍では良い精度で測定がなされているものの、非常に中性子過剰な原子核についてはまだ完全なデータが揃っていない。この講演では、アルミニウムからカリウムまでの軽い中性子過剰核の半減期と遅発中性子放出確率を殻模型計算に基づいて系統的に計算した結果を報告する。この領域の中性子過剰核の核構造研究は近年急速に進み、理論面でもテンソル力による中性子数28魔法数消滅などの新しい現象が明らかになってきた。こうした核構造を良く記述する有効相互作用を用いた殻模型計算は、半減期と遅発中性子放出確率を系統的に非常に良く再現することがわかった。この結果は、今後、核分裂片などの中重核の研究へとつながるものと期待される。

口頭

Shell-model study of Gamow-Teller and first-forbidden $$beta$$ decay in the $$N=28$$ region

宇都野 穣; 吉田 聡太*; 清水 則孝*; 大塚 孝治*; 富樫 智章*; 本間 道雄*; 鈴木 俊夫*

no journal, , 

ベータ崩壊による中性子過剰核の半減期および遅発中性子放出確率は原子力と天体核物理において最も基本的となる核データであるが、実験的な情報は限られているため、信頼性の高い理論計算が求められている。殻模型計算は核子間の主要な相関を完全な形で取り入れているため、その要求に対する最適な理論手法といえる。この講演では、陽子数が13から19まで、中性子数が22から34までの中性子過剰核の半減期および遅発中性子放出確率を殻模型計算によって系統的に計算した結果を報告する。原子力機構の大型計算機を使ってこれらの値を系統的に計算して実験値と比較したところ、半減期については2倍以内、遅発中性子放出確率については測定誤差が大きいため正確な比較は困難であるが、実験値の傾向をよく再現することに成功した。ガモフテラー遷移の系統性を調べたところ、偶偶核から奇奇核への遷移には低励起状態にピグミー遷移とも呼べる特徴的な遷移が存在し、それが測定量に大きな影響を与えていることがわかった。ガモフテラー遷移のほかに、第一禁止遷移も計算し、カルシウム同位体の構造に対するより深い知見を与えた。

口頭

大規模殻模型計算による遷移強度分布の記述; ベータ崩壊と光核反応について

宇都野 穣; 清水 則孝*; 吉田 聡太*; 大塚 孝治*

no journal, , 

連星中性子星合体による速い元素合成(rプロセス)がGW170817によって観測され、rプロセスの定量的理解は天体物理、原子核物理にわたる非常に重要な課題となっている。原子核物理においては、非常に中性子過剰な原子核のベータ崩壊, 光核反応, 中性子捕獲反応をよい精度で得る必要がある。これらのデータを実験だけで揃えるのは困難であるため、理論計算によるインプットが不可欠である。この講演では、こうしたrプロセスの記述に必要な核データが大規模殻模型計算によって精度よく与えることができるようになってきた現状について紹介する。特に、最近発表者によって行われた、軽い核領域における系統的ベータ崩壊の計算結果を示す。核子間相関を適切に取り扱った計算により、半減期のみならず、遅発中性子放出確率も良く再現できるようになった。光核反応断面積については、カルシウム同位体における系統的計算結果を示し、中性子過剰核におけるピグミー共鳴の発現やBrinkの仮説の検証結果を紹介する。

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