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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

AA2019-0227.pdf:1.54MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.014323
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.69(Physics, Nuclear)

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

$$beta$$ 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

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.95.024308
 被引用回数：7 パーセンタイル：49.56(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

Multi-intruder structures in $$^{34}$$P

Bender, P. C.*; Tabor, S. L.*; Tripathi, V.*; Hoffman, C. R.*; Hamilton, L.*; Volya, A.*; Clark, R. M.*; Fallon, P.*; Macchiavelli, A. O.*; Paschalis, S.*; et al.

Physical Review C, 85(4), p.044305_1 - 044305_10, 2012/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.85.044305
 被引用回数：12 パーセンタイル：55.45(Physics, Nuclear)

24MeVの$$^{18}$$Oビームと$$^{18}$$Oターゲットの反応で生じるプロトンと同時計数をとった$$gamma$$崩壊の解析によって$$^{34}$$Pの励起準位は大幅に拡張された。軽い荷電粒子はMicroballによって検出され、同時に放出される多重$$gamma$$線はGammasphereで検出された。多くの新しい$$gamma$$線遷移が同定され、励起準位が構築された。加えて、$$gamma$$線角度分布からスピンが特定され、パリティはドップラー幅拡がりの解析によって決定された寿命から推定された。観測されたほとんどの準位は0$$f$$$$_{7/2}$$か1$$p$$$$_{3/2}$$軌道に粒子を持つWBP-aとSDPF-NR相互作用を使ったシェルモデル計算によって理解された。2つの計算は約200keVの範囲でよく一致した。しかし、高エネルギー準位の2つはstretched $$pi$$$$f$$$$_{7/2}$$ $$otimes$$ $$nu$$$$f$$$$_{7/2}$$準位であるかもしれないが、計算はそれらのエネルギーを2から3MeVオーバーしている。さらに新しく観測された長寿命7919-keVは今のところ説明ができない。

論文

High-spin spectrum of $$^{24}$$Mg studied through multiple angular correlations

Diffenderfer, E. S.*; Baby, L. T.*; Santiago-Gonzalez, D.*; Ahsan, N.*; Rojas, A.*; Volya, A.*; Wiedenh$"o$ver, I.*; Wuosmaa, A. H.*; Carpenter, M. P.*; Janssens, R. V. F.*; et al.

Physical Review C, 85(3), p.034311_1 - 034311_17, 2012/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.85.034311
 被引用回数：7 パーセンタイル：40.49(Physics, Nuclear)

アルゴンヌ国立研究所のATLASにて$$^{12}$$C($$^{16}$$O, $$alpha$$)$$^{24}$$Mg反応実験を行い、生成された$$^{24}$$Mgの高スピン状態を観測した。$$alpha$$粒子と$$gamma$$線の角相関を測定することによって、励起状態のスピンを決定した。その結果、$$12^+$$までの数多くの状態を観測した。実験結果を、原子力機構で行った殻模型計算と比較した。その結果、$$pf$$殻を入れたことにより、負パリティ状態も含めて実験のスペクトルをよく説明することに成功した。また、理論計算との比較から、一部の正パリティ状態は、$$sd$$殻から$$pf$$殻へ中性子が2個励起したいわゆる侵入者状態であることを提案した。

論文

Intruder configurations in the A=33 isobars; $$^{33}$$Mg and $$^{33}$$Al

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.

Physical Review Letters, 101(14), p.142504_1 - 142504_4, 2008/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.142504
 被引用回数：52 パーセンタイル：86.11(Physics, Multidisciplinary)

ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、中性子過剰核$$^{33}$$Mgからのベータ崩壊から、$$^{33}$$Alの励起状態を初めて観測した。その結果、1618keVから上に多数の励起状態が存在することがわかった。$$^{33}$$Alは中性子数20魔法数が消滅する原子核の領域、いわゆる「逆転の島」と呼ばれる領域の端に属し、その核構造は魔法数消滅の理解に対して重要な情報を与える。実験で得られたエネルギー準位を発表者らのモンテカルロ殻模型計算と比較した結果、第一励起状態の位置など全体的に良い一致が見られた。これは、モンテカルロ殻模型で予言する、0粒子0空孔状態と2粒子2空孔状態の共存を示している。また、ベータ崩壊のlog$$ft$$値から、親核$$^{33}$$Mgの基底状態は正パリティを持つことが示唆されるが、これは磁気モーメントで示唆される負パリティの基底状態と食い違っていることがわかった。この解釈については、今後の実験及び理論研究の課題として残った。

論文

Intruder excitations in $$^{35}$$P

Wiedeking, M.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Fallon, P.*; Carpenter, M. P.*; Clark, R. M.*; Cline, D.*; Cromaz, M.*; Descovich, M.*; Janssens, R. V. F.*; Lee, I.-Y.*; et al.

Physical Review C, 78(3), p.037302_1 - 037302_4, 2008/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.78.037302
 被引用回数：14 パーセンタイル：64.50(Physics, Nuclear)

アルゴンヌ国立研究所タンデム加速器施設(ATLAS)で、$$^{208}$$Pb($$^{36}$$S, $$Xgamma$$)反応により、$$^{35}$$Pの励起状態を生成し、そこから脱励起する$$gamma$$線を観測することによって、$$^{35}$$Pのエネルギー準位を構築した。その結果、約5MeVの励起エネルギーに多数の新しい状態を発見した。殻模型計算と比較した結果、魔法数20を仮定した$$sd$$殻模型計算ではこれらの多くの状態は出てこないため、これらは中性子数20の殻ギャップから中性子が1個励起する状態、もしくは2個励起する状態であると考えられる。発表者らが行ったモンテカルロ殻模型計算では、実験で観測された多数の状態が存在することが示された。これらの励起エネルギーは$$^{35}$$Pにおける中性子数20の殻ギャップを敏感に反映するものであるため、モンテカルロ殻模型計算で使われた有効相互作用が妥当であり、$$^{35}$$Pでは大きな殻ギャップが存在することが確かめられた。

論文

Competition between normal and intruder states inside the "island of inversion"

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J. M.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.

Physical Review C, 76(2), p.021301_1 - 021301_5, 2007/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.76.021301
 被引用回数：28 パーセンタイル：82.27(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Na核が中性子20の魔法数が消滅している原子核であるということは、その電気的四重極モーメントと磁気双極子モーメントの実験データを定量的に説明することにより、われわれによって3年前初めて明らかにされた。従来基底状態に来ると思われていた正常状態がどこにあるかというのは、中性子過剰核で殻ギャップがどの程度かを知る大きな手がかりとなる。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で行われた$$^{30}$$Neのベータ崩壊に伴う$$gamma$$線分光実験により、$$^{30}$$Naで初めて正常状態を観測したことを報告したものである。実験の結果、励起エネルギーが924keVの1$$^+$$状態へ崩壊するlog$$ft$$値が第一励起状態への値よりもはるかに小さく、$$^{30}$$Neの中性子配位と924keVの状態の中性子配位が大きく異なっていることがわかった。われわれは新たにモンテカルロ殻模型計算でベータ崩壊確率を計算するコードを開発し、その結果、予言される正常状態へのlog$$ft$$値と極めて近いことが確かめられた。すなわち、924keVの状態は正常状態であることが強く示唆され、中性子過剰核の殻ギャップの進化に対する大きな証拠となった。

論文

$$beta$$-delayed $$gamma$$ spectroscopy of neutron rich $$^{27,28,29}$$Na

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Hoffman, C. R.*; Wiedeking, M.*; Volya, A.*; Mantica, P. F.*; Davies, A. D.*; Liddick, S. N.*; Mueller, W. F.*; Stolz, A.*; et al.

Physical Review C, 73(5), p.054303_1 - 054303_10, 2006/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.73.054303
 被引用回数：39 パーセンタイル：87.42(Physics, Nuclear)

アメリカ・ミシガン州立大学にある超伝導サイクロトロンを用いて生成された中性子過剰のネオン同位体のベータ崩壊により、その娘核のナトリウム同位体のエネルギー準位を測定した。その一部のデータは、同じ著者により既にPhysical Review Letters誌に発表されたが、この論文は$$^{27,28,29}$$Naの3種類の核種のデータをまとめたものである。この研究で、$$^{29}$$Naでは魔法構造を破った状態が非常に低い励起状態で現れることを初めて見いだした。これは、原子力機構で行っているモンテカルロ殻模型を用いた理論計算との対応で初めて明らかになったことである。また、$$^{27,28}$$Naでは、正常パリティ状態の範囲内では低励起状態においてそのような状態を発見することはできなかったが、このことはやはり理論計算と一致する。これら一連の研究で、ナトリウムのような陽子数の少ない同位体においては、中性子数20の殻ギャップが小さく、むしろ16の殻ギャップの影響が大きいことという理論が妥当と確かめられた。

論文

$$^{29}$$Na; Defining the edge of the island of inversion for Z=11

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; Hoffman, C. R.*; Wiedeking, M.*; Davies, A. D.*; Liddick, S. N.*; Mueller, W. F.*; 大塚 孝治*; Stolz, A.*; et al.

Physical Review Letters, 94(16), p.162501_1 - 162501_4, 2005/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.162501
 被引用回数：68 パーセンタイル：88.33(Physics, Multidisciplinary)

中性子数20の魔法数が中性子過剰核で消滅することは知られているが、このことが起きる要因の一つとして、中性子過剰核においては殻ギャップエネルギーそのものが安定核のものよりもかなり狭まるということを、われわれはモンテカルロ殻模型計算に基づいて提唱してきた。これが実際に正しいとすると、中性子数が20よりも少ない原子核の励起エネルギーにその痕跡が見られることが予言されるが、この論文でなされた、$$^{29}$$Ne核によるベータ崩壊から得られた$$^{29}$$Naの準位の測定で、予言されたものに対応する準位が初めて測定された。中性子18を持つ$$^{29}$$Naではこれまで励起状態が全く知られていなかったが、この実験によって1.5MeV近傍に2本、log(ft)値から明らかに正パリティでかつ、中性子数20の魔法構造を破った状態があることがわかった。同時に$$^{28}$$Naの励起状態も測定し、この核の低励起状態にはそのような状態がないこともわかった。これらの実験結果はモンテカルロ殻模型による予言によく対応しており、魔法数の変化のメカニズムに対してさらに深い理解を与えたものである。

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