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論文

Reply to "Comment on '$$^{138}$$La-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce nuclear cosmochronometer of supernova neutrino process'"

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

Physical Review C, 79(5), p.059802_1 - 059802_2, 2009/05

 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)

われわれは超新星ニュートリノ過程が発生してからの時間を計測する$$^{138}$$La(T$$_{1/2}$$=102 Gyr)-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce核宇宙時計を提案している。仮に$$^{138}$$Laの72keV以下に1$$^+$$状態が存在している場合、1$$^+$$状態はベータ崩壊するアイソマーになる可能性がある。その場合、ニュートリノ過程で生成された$$^{138}$$Laは再び破壊されてしまうため問題である。最近、Byelikov等は$$^{138}$$Laのガモフ=テラー遷移強度を計測し、$$^{138}$$Laの低エネルギー状態には、まず1$$^+$$状態がないということを示した。われわれの計算結果はこの実験結果と一致しており、$$^{138}$$Laには問題のアイソマーは存在しないというのが結論である。

論文

$$^{138}$$La-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce nuclear cosmochronometer of supernova neutrino process

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

Physical Review C, 77(6), p.065802_1 - 065802_5, 2008/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:33.22(Physics, Nuclear)

長寿命の放射性同位体は恒星や銀河系の年齢を計測する原子核宇宙時計として用いられている。10億年から1000億年の半減期を有する原子核宇宙時計として、$$^{40}$$K, $$^{87}$$Re, $$^{176}$$Lu, $$^{187}$$Re, $$^{232}$$Th, $$^{238}$$Uの6種類が知られていた。これらは、中性子の捕獲反応過程で生成されており、恒星の中で中性子捕獲反応が発生してから現在までの年齢を計測することに用いられる。しかし、超新星爆発のニュートリノ元素合成過程の原子核宇宙時計はこれまで提案されていなかった。われわれは、約1050年の半減期を有する$$^{138}$$Laを用いた超新星爆発のための原子核宇宙時計を提案する。この時計は、太陽系生成以前の元素合成を記録している前太陽系グレインに適用可能である。われわれは、要求される実験誤差と理論的な誤差を評価し、最近の前太陽系グレインの研究によってこの原子核宇宙時計が有効であることを示した。

論文

A New isomer in $$^{136}$$Ba populated by deep inelastic collisions

静間 俊行; Gan, Z. G.*; 小川 建吾*; 中田 仁*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 早川 岳人; 初川 雄一; 菅原 昌彦*; 宇都野 穣; et al.

European Physical Journal A, 20(2), p.207 - 210, 2004/04

 被引用回数:12 パーセンタイル:28.26(Physics, Nuclear)

深部非弾性散乱反応により$$^{136}$$Baの核異性体の同定に成功した。$$gamma$$線の同時計測データーの解析から、核異性体の励起エネルギーを3357keV、スピン及びパリティを10$$^+$$と決定した。また、$$gamma$$線の時間相関の分析から、核異性体の半減期として、94$$pm$$10nsを得た。さらに、殻模型計算から、核異性体に対して、2つの中性子が$$h_{11}$$軌道をとる配位であることを明らかにした。

論文

Measurement of $$B(M1)$$ for the $$pi p_{3/2} nu p_{1/2}^{-1}$$ doublet in $$^{68}$$Cu

Hou, L.; 石井 哲朗; 浅井 雅人; 堀 順一; 小川 建吾*; 中田 仁*

Physical Review C, 68(5), p.054306_1 - 054306_6, 2003/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:63(Physics, Nuclear)

FNS施設の14MeV中性子を用いて($$n$$,$$p$$) 反応により$$^{68}$$Cu$$^{m}$$を生成し、その$$gamma$$崩壊を2台のBaF$$_{2}$$ 検出器を用いて同時測定することにより、$$^{68}$$Cuの励起準位の寿命を測定した。第一励起準位(84keV, 2$$^{+}$$)の半減期7.84(8)nsが得られた。この寿命は、$$B(M1; 2^{+}rightarrow1^{+} )=0.00777(8) mu_{N}^{2}$$に相当する。隣接核のg因子の実験値を用いることにより、この$$B(M1)$$値は最小限のモデル空間$$pi p_{3/2}nu p_{1/2}^{-1}$$の殻模型計算により予測可能である。また、$$f_{7/2}^{-r}(p_{3/2} f_{5/2}p_{1/2})^{n+r} (r=0,1)$$モデル空間での殻模型計算により、$$B(M1)$$ 値が小さくなることが説明できた。

口頭

Cosmic clock and thermometer for neutrino process

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

太陽系に存在する重元素の約99%は、中性子の捕獲反応で生成されたと考えられている。しかし、陽子過剰領域側には中性子の捕獲反応では生成できない希少な同位体比を持つ35核種の安定同位体が存在する。これらの同位体はp核と呼ばれている。35核種のうち27核種が超新星爆発の光核反応で生成された証拠は発見されている。しかし、残り8核種が生成された起源は不明である。残り8核種のうち、2核種は大質量星の重力崩壊による超新星爆発時に発生するニュートリノの入射反応で生成されたとする仮説が提唱されている。その検証には、始原的隕石の分析や、天体観測によって、これらの原子核が生成された天体環境を知ることが重要である。そこで、これらの核種が生成された年代を評価できる原子核宇宙時計を提唱する。また、原子核宇宙時計として機能しない場合には、原子核宇宙温度計として有効である可能性があること示す。

口頭

超新星爆発におけるニュートリノ過程の原子核宇宙時計の提唱

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

太陽系に存在する約290核種の安定同位体のうち、最も起源が謎なのは35核種のp核と呼ばれる同位体である。このうち、27核種が超新星爆発の光核反応で生成された証拠をわれわれが太陽組成に発見している。そのため、残り8核種の起源が残された謎である。これら8核種のうち、La-138, Ta-180の起源として、超新星爆発におけるニュートリノ入射反応(ニュートリノ過程),高エネルギー宇宙線による破砕反応,遅い中性子捕獲反応の弱い分岐(Ta-180のみ)が提唱されている。この中で、ニュートリノ過程による生成仮説が現在最も有力である。しかし、太陽組成,天体観測データ,始原的隕石等の証拠がない。La-138の基底状態は101Gyrの半減期でベータ崩壊する。La-138と娘核であるCe-138の量から、La-138が生成された年代を知ることができる。しかし、ここで問題になるのは娘核であるCe-138の初期量の評価である。Ce-138の初期量を評価する手法が必要である。そこで、われわれはCe-138はp核であり、p核に関するScaling則を適用する手法でLa-138をニュートリノ過程の原子核宇宙時計として提案する。

口頭

Cosmic clock for neutrino-induced reaction nucleosynthesis

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

原子核宇宙時計とは長寿命の放射性同位体を用いて年代を計測する手段である。1億年から100億年の半減期を持つ放射性同位体が限られており、これまでこの半減期を持つ6個の原子核宇宙時計が提案された。それらは遅い中性子捕獲反応過程及び、急速な中性子捕獲反応過程のための原子核宇宙時計である。一方、ニュートリノ風を伴った超新星爆発では、多量のニュートリノが爆発機構だけでなく元素生成にも寄与している。このニュートリノ入射反応による元素合成過程(ニュートリノ過程)は、外層の炭素層,ヘリウム層でおもに発生すると考えられている。このニュートリノ過程のための原子核宇宙時計は提案されていなかった。そこで、ニュートリノで生成されるLa-138を用いた原子核宇宙時計を提案する。さらに、La-138が原子核宇宙時計の機能に対する影響を議論する。

口頭

超新星爆発のニュートリノ過程による重元素の生成及び原子宇宙時計

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

重元素合成過程の一つに超新星爆発におけるニュートリノ反応が挙げられる。超新星爆発の中心部で発生した多量のニュートリノは、外層で荷電反応及び中性荷電反応で軽元素だけでなく重元素を生成すると考えられている。生成される重元素はLa-138とTa-180が有力候補である。La-138の中性子数はN=81であり、N=82の魔法数に近い。そのため、原子核は球形に近く殻模型の描象で理解できる。このLa-138は天然に存在しているが、基底状態は1.05$${times}$$10$$^{11}$$年の半減期でベータ崩壊する準安定状態である。そのため、太陽系生成以前に発生したニュートリノ反応による元素の生成の年代を測定できる。そのための手法を提案する。同時に、殻模型の計算を行い核構造が元素の生成と原子核宇宙時計に与える影響を議論する。

口頭

Nuclear cosmic clock of neutrino induced-reaction process

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

重力崩壊型の超新星爆発において、コアの重力崩壊によるエネルギーはニュートリノによって運搬されると考えられている。O/NeレイヤーやCレイヤーの外層に到着したニュートリノはエネルギーを運搬するだけでなく、既に存在していた重元素と核反応を起こし新たに重元素を生成する。このニュートリノ生成過程では、長い半減期を有するLa-138を生成する。このLa-138の生成量とベータ崩壊によって生成される娘核の量から、La-138が生成された年代、すなわちニュートリノに起因する超新星爆発の発生した年代を評価可能である。その手法と原子核構造の与える影響について述べる。

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