プレスリリース

二重ベータ崩壊に類似した巨大共鳴状態の候補を観測

2024年12月23日
東京大学
理化学研究所
筑波大学
大阪大学
京都大学

発表のポイント

  • 48Ca原子核が二重ガモフ・テラー遷移によって48Tiに遷移する反応の二重微分断面積を測定した。
  • 重イオンビームを用いた二重荷電交換反応（12C,12Be(0+2)）を用いることにより、二重ガモフ・テラー遷移を選択的に誘起するとともに、励起エネルギー領域を広くカバーするような測定を行った。
  • ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の核行列要素の値に制限を与える可能性がある。

発表概要

東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阪上朱音教務補佐員、矢向謙太郎准教授、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長、大阪大学核物理研究センターの大田晋輔准教授、京都大学大学院理学研究科の銭廣十三准教授、筑波大学計算科学研究センターの清水則孝准教授らによる研究グループは、二重ガモフ・テラー巨大共鳴状態とよばれる原子核の新しい励起モードの候補を発見しました。

本研究では、理化学研究所RIビームファクトリーで得られる重イオンビームを48Ca標的に照射し、新たに開発した二重荷電交換反応（12C, 12Be(0+2)）を用いることで、48Ca中の1個の中性子が1個の陽子に変換されるガモフ・テラー遷移が二回起こった遷移を同定しました。

この研究成果はニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に関わる原子核応答を知る手がかりになる可能性があります（図1）。

図1：二重ガモフ・テラー巨大共鳴のイメージ 二重ベータ崩壊する原子核48Caは、自然界ではゆっくりと二重ベータ崩壊して48Tiに変化する。原子核ビームを用いて48Ca核にエネルギーを与えると、ガモフ・テラー巨大共鳴（既知）や二重ガモフ・テラー巨大共鳴（未発見）が現れる。

 

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掲載論文

【題名】Candidate for the double Gamow-Teller giant resonance in 48Ca studied by the (12C, 12Be(0+2)) reaction at 250 MeV/nucleon
 
【掲載誌】Progress of Theoretical and Experimental Physics
 
【DOI】10.1093/ptep/ptae174

 

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