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重いクロム・鉄同位体に広がる変形領域 | 理化学研究所
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図1 安定核での殻構造と魔法数
横線が各軌道を示し、左側に示した四角内の数字が、それぞれの殻に入る核子の数を表している。核子数を丸で囲んだ2,8,20,28, 50, 82. . . は「魔法数」と呼ばれ、このとき原子核は特に安定となる。
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図2 MINOS(青及び灰色で示した部分)とDALI2(黄色)
左から飛んでくるRIビームが液体水素標的(青色の部分)で核反応を起こす。核反応の際、2つの陽子が放出されるのと同時に、高効率ガンマ線検出器（DALI2）でガンマ線を検出することにより、
励起状態のエネルギーを精度よく決めることができる。
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図3 鉄同位体68Fe(元素番号26, 中性子数32)のガンマ線エネルギースペクトル
MINOSに搭載された粒子飛跡検出器(TPC)による反応位置補正あり(赤)の場合の方が、なし(白)の場合に比べて分解能が高くなっていることが分かる。
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図4 クロム及び鉄同位体の励起エネルギー
66Cr、70,72Feの第一及び第二励起状態のエネルギーを過去のデータ(白丸)および殻模型理論(赤の二点鎖線)と比較したもの。黒丸が今回の研究結果を示す。
2:もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／
15/11/04 18:12:42.55 .net
要旨
理化学研究所（理研）仁科加速器研究センター上坂スピン・アイソスピン研究室のクレメンティーヌ・サンタマリア客員研究員、アレクサンドレ・オベルテッリ客員研究員、上坂友洋主任研究員、
櫻井RIビーム物理研究室のピーター・ドルネンバル研究員、櫻井博儀主任研究員らを中心とするSEASTAR（シースター）国際共同研究グループ[1]は、理研の重イオン加速器施設
「RIビームファクトリー（RIBF）」[2]を利用し、生成が難しく従来不可能だった放射性同位元素（RI）[3]に対する実験を実現し、中性子過剰クロム 66Cr (元素番号24、中性子数42)、
鉄同位体70, 72Fe (元素番号26、中性子数 44, 46)のガンマ線分光[4]に成功しました。ガンマ線分光の結果から中性子数40で見つかっている変形が、さらに中性子数の大きい領域まで
広がっていることが明らかになりました。これは、フランス原子力・代替エネルギー庁サクレー研究所と理研を中心とした日仏共同グループが開発した高機能水素標的装置「MINOS(ミノス)[5]」を
用いた初めての成果です。
現在の原子核物理学では、中性子数と陽子数のバランスが極端に崩れたRIを人工的に作り、新たな性質を見いだす研究が主流となっています。これまでの研究から、同分野の常識を大きく
覆す発見がいくつもなされてきましたが、最も重要な発見の1つが、中性子過剰マグネシウム同位体32Mg(元素番号12、中性子数20)で発見された中性子数20での魔法数[6]消失現象です。
魔法数の消失と、それに誘起されて異常変形が生じる32Mg領域はのちに「反転の島」[7]と呼ばれ、多くの原子核研究者の注目を集めました。さらに2013年にはRIBFでの研究により、32Mgより
中性子過剰側にも異常変形領域が広がっていることが明らかになりました。この領域で起きている大きな構造変化がマグネシウム周辺だけで生じるものなのか、それともより多くの元素で生じる
一般的な現象なのか、という疑問が世界の研究コミュニティから投げかけられ、その実験的検証が待たれていました。
国際共同研究グループは、RIBFで核子当たり345 MeV(光速の約70％)まで加速した大強度ウラン（238U：元素番号92、中性子数146）ビームを用いて、鉄周辺の中性子過剰同位体（天然に
存在する原子核に比べ著しく中性子の比率が大きい原子核）を人工的に生成し、実験を行いました。RIビームをMINOSに照射し、水素原子核との反応で生じたガンマ線を高効率ガンマ線検出器
（DALI2）により検出し、核構造変化の指標となることが良く知られている第一・第二励起状態[8]のエネルギー決定に成功しました。
実験結果から、66Crと70, 72Feの第一励起状態のエネルギーが、中性子数40、42を持つ同位体とほぼ同じであり、中性子数40で見つかっている変形がさらに中性子数の大きい領域まで広がって
いることが明らかになりました。このように同様の変形が広い中性子数領域に広がる現象は、中性子数20-26のマグネシウム同位体で見つかっているものと非常に似ており、重いマグネシウム領域で
生じている大きな核構造変化が、他の元素領域でも起きているという証拠が得られました。本成果は原子核構造の統一的理解を図るうえで重要な成果であり、今後この現象が中性子魔法数
50まで広がっているのかなど、さらに測定の領域を広げた検証実験の実現が期待できます。同時に、本研究でMINOSの有効性が実証されました。今後、日仏を中心としたMINOS共同研究によって
不安定核の分光研究が大きく発展すると期待できます。
本研究は理研戦略的研究展開事業の支援を受けて実施され、成果は米国の科学雑誌『Physical Review Letters』に掲載されるのに先立ち、オンライン版（11月3日付け：日本時間11月4日）に
掲載されます。
（以下略）
3:名無しのひみつ＠＼(^o^)／
15/11/04 18:17:13.42 A7m/8o5k.net
>>1
１００字以内にまとめろよ。
4:名無しのひみつ＠＼(^o^)／
15/11/04 18:28:58.26 IRroi9J0.net
よくわからんが理研…
大丈夫なのか？
5:名無しのひみつ＠＼(^o^)／
15/11/04 18:29:15.28 la20F6T9.net
なるほどさっぱり分からん
6:名無しのひみつ＠＼(^o^)／
15/11/04 18:46:22.74 exdgzXeT.net
>>3
この板くんなよ池沼