原子核の深い构造を「のぞき窓」から観察する新手法を実証―パイ中间子やニュートリノの谜に迫る研究への応用に期待―

ターゲット
公开日

研究者情报

研究者名

堂園 昌伯

概要

 原子核は、阳子と中性子からできていますが、阳子と中性子が运动していることや、原子核が必ずしも球対称でないことなど构造は复雑です。こうした构造を深く理解するには、原子核が最も安定な状态(基底状态)からエネルギーが少し高い状态(励起状态)にして観测すると、さまざまな情报が得られることが分かっています。中でも「0?」(スピン0、パリティ负)という状态は、原子核を理解するための重要な手掛かりになりますが、実験で効率よく観测することは困难でした。

 京都大学大学院理学研究科の堂园昌伯助教(研究当时:东京大学大学院理学系研究科附属原子核科学研究センター特任助教)、理化学研究所仁科加速器科学研究センター核反応研究部の上坂友洋部长、同センター搁滨ビーム分离生成装置チームの道正新一郎チームリーダー、东京大学大学院理学系研究科附属原子核科学研究センターの矢向谦太郎准教授、大阪大学核物理研究センターの大田晋辅教授らの共同研究グループは、「パリティ移行核反応」と呼ばれる新しい核反応を开発し、原子核の0?励起状态を选択的に観测することに成功しました。この手法では、入射粒子で生じた「パリティの変化」を标的原子核へ受け渡します。その様子は、リレーでバトンを渡すことに例えることができます。実験は理化学研究所搁滨ビームファクトリーで行われました。

 「0?」は原子核の深い构造を见られる「のぞき窓」のようなものです。0?状态には、原子核を结び付ける力に深く関わるパイ中间子の性质が比较的はっきりと现れるため、その振る舞いを调べることは原子核の深い构造の理解につながります。本成果により、これまで十分なデータが得られていなかった0?状态の系统的研究が可能になります。また、现在行われている実験では决められない素粒子ニュートリノの质量を决める研究などへの応用が期待されます。

 本研究成果は、2026年6月30日に日本の国際学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載されました。

画像
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パリティ移行核反応のイメージ(バトンは「パリティの変化」を表す)??堂園昌伯 ChatGPT

研究者のコメント

「『见えなかったものを见えるようにすること』。これは実験研究の醍醐味のひとつです。0?状态は重要でありながら长年観测が难しかった状态であり、今回、それを选択的に観测する新しい手法を実証できたことを嬉しく思います。本研究はゴールではなくスタートです。今后、この手法をさまざまな原子核へ适用することで、原子核内部の集団运动やパイ中间子凝缩の理解がどこまで进むのか、私自身とても楽しみです。」(堂园昌伯)

书誌情报

【顿翱滨】


【书誌情报】
M. Dozono, M. Ichimura, S. Michimasa, M. Takaki, M. Kobayashi, M. Matsushita, S. Ota, H. Tokieda, N. Fukuda, N. Inabe, S. Kawase, K. Kisamori, Y. Kiyokawa, K. Kobayashi, T. Kubo, Y. Kubota, C. S. Lee, H. Miya, A. Ohkura, H. Sagawa, S. Sakaguchi, H. Sakai, M. Sasano, S. Shimoura, Y. Shindo, L. Stuhl, H. Suzuki, H. Tabata, H. Takeda, T. Wakasa, K. Yako, Y. Yanagisawa, J. Yasuda, R. Yokoyama, K. Yoshida, J. Zenihiro, T. Uesaka (2026). Parity-transfer (??O, ??F(0?, g.s.)) reaction as a selective probe of isovector 0? states in nuclei. Progress of Theoretical and Experimental Physics, ptag121.