「核子と中間子の多体問題の統一的描像に向けて」 2007.12.14 ～ 15 核物理研究センター

1. 「核子と中間子の多体問題の統一的描像に向けて」「核子と中間子の多体問題の統一的描像に向けて」 2007.12.14～15 核物理研究センター スピン双極子状態とパイオン 岡村弘之 大阪大学核物理研究センター • 0-とパイオン ・ 有効な探索プローブ • RCNP現在計画 ： (d,2He), (6Li,6He), (6Li,6Li) • まとめ・展望

2. 16O(p,n)16F[0-] 35 MeV enhancement H.Orihara et al., PRL 49(1982)1318 • 16O(p,p)16O[0-] 65 MeV no-enhance Free 16O(p,p)16O[0-] K.Hosono et al., PRC 30(1984)746 RPA 300 MeV • 16O(p,n)16F[0-] 80 MeV no-enhance R.Madey et al., PRC 56(1997)3210 1.7fm-1 q (fm-1) 0-は弱い&& 僅かしか知られていない Enhancement of 0+0- [T=1] excitation at large q historical issue… - carries quantum numbers of  • purely sensitive to q • directly probes -field (-h) effects M.Ichimura et al., [Review] PPNP 56 (2006) 446. J.Cohen, PRC 40 (1989) 1468. and many others… At higher energies, where small ambiguities in reaction mech. T.Wakasa et al. PLB 632 (2006) 485.

3. Status of 0- identification （NNDCから抽出） 分離同定された 0-は 僅かしか知られていない 何故か？ • 物理的原因（強度抑制） 配位が限られている 統計的重度 (2j+1) パイオン場の効果？ • 実験的問題 0-を探り当てる 適当なprobeの欠如？

4. 0d3/2 1s1/2 0d5/2  0- 0- 0- 0- 0p1/2 0p3/2  proton neutron 「そんなに簡単な話じゃない」？ H.Toki 先ずは実験事実：系統的な測定 が必要 0-相関の禁止される配位（中性子・陽子過剰核）との比較 等 （GT における 0 測定のような） “0-を際立たせる”観測量の重要性 Possible suppression of 0+0- [T=1] excitation K.Ikeda, private comm.(?) 0-状態の配位が基底状態相関に既に含まれている　　　　　 ⇒ 0-励起は抑制される

5. 0-の見つけ方 Ｉ Kyy for (p,n), (p,p), etc on 0+ target due to parity conservation irrespective of  • Low selectivity [S=0,1 for (p,n), T=0,1 for (p,p)] •  Large background • Double-scattering experiment to measure ejectile-pol.

6. (p,p), (p,n), (n,p), etc ½+ double-scatt. ½+ 0+ J ejectile projectile target residual (d,2He), (6Li,6He) (,) 0+ 1+ 0+ J ejectile projectile target residual 0-の見つけ方 ＩＩ 残留核 I ⇔ 入射-出射粒子スピン状態変化 観測量は偏極移行・・・二回散乱（測定困難） even-even odd-odd 残留核 J ⇔ 入射粒子スピン状態 観測量は偏極分解能・・・測定容易 かつ S=1 (T=1) ・・・ 低バックグラウンド only 4 stable ones 2H, 6Li, (10B,) 14N

7. 0-の見つけ方 ＩＩ （続） ― テンソル偏極ビームの有効性 ― A(d,2He)B[0-] at =0 A B d 2He 1+ 0+ 0- 0+ md= 0 (pZZ = -2) ならば反応は起こり md 0 (pZZ = +1) ならば反応は起こらない cf. (,) 断面積のpZZ依存性 ⇔ 0－ 励起のサイン i.e. テンソル偏極分解能Azz

8. A = 12 系で初の ０－ 同定 Kyy[(p,n)]や Ayy[(d,2He)] 　　では見つかっていない ⇒ Selectivityの重要性 RIKEN-SMART の測定例 H. Okamura et al. PRC 66 (2002) 054602 if Z (spin) // z (beam)

9. Adiabatic Coupled-Channels Born Approx. (ACCBA) H.Okamura, PRC 60 (’99) 064602 A(d,2He)B reaction d,2He 1 V 2 3 C A,B ppB 3-body wave func. is solved by C.C. [1S-1D] with adiabatic approx. Charge-exchange transition is treated in Born approx. • Data are reasonably well described • by 1-step Born approximation • Norm. consts. are consistent • with those of (p,n) reactions Opt. pot. LS-part (leading to 3P w/o spin-flip) neglected Simple projectile form-factor  advantage over other composite projs.

10. Exp. ACCBA (d,2He) extensively used @ KVI, Ed=85MeV/A (E~150keV) cf. E~500 keV @ RIKEN • for studies of • -decay matrix elements • astrophysical interest

11. 2-L=1 S=1 1-L=1 S=1 1-L=1 S=0 M.A.de Huu et al., PLB 649 (2007) 35. 0-L=1 S=1 0p1/2-1s1/2 0p3/2-0d3/2 微分断面積 　角度分布 Adiabatic Coupled-Channels Born Approx. 規格化因子は 相対値として (p,n) と無矛盾 Millener & Kurath shell-model w. f. “通常”の殻模型の予想で 0-の励起エネルギーと 　　　　微分断面積を再現 　　　　　（実は期待通り？）

12. 0- 10 MeV 1+ Other indications for 0- in A=12 Dependence of 12C Energy on Pion Number n n T.Suzuki, S.Chiba, T.Yoshida, T.Kajino, T.Otsuka, PRC 74 (2006) 034307. A.Isshiki, K.Naito, A.Ohnishi, PTP 114 (2005) 573.

13. 2-L=1 S=1 1-L=1 S=1 1-L=1 S=0 0-L=1 S=1 コメント： 1-について 1-ならば Azz >0のはず？ Consistent with Dij of 12C(p,n)12N at 300 MeV 1-はどこへ？

14. 12C(12C,12N)12B E/A = 135 MeV/A Ex = 7.5 MeV 2- 1- 0- コメント２ • スピン双極子(0-, 1-, 2-)の角度分布は同じではない • 配位（形状因子）の違い • lの違い（2-では l=1,3） • T 行列の m 依存性の違い T.Ichihara et al., NPA 583 (’95) 109. 0-は前方ピーク傾向 J抜きに角度分布を 議論するなかれ

15. 必要な開発要素 • LAS高分解能化（400keV  100keV） ・・・ 九大（野呂）G、KVI G と協同 T=0,1 T=0 • 偏極リチウムイオン源 • 超伝導ECR ・・・ 依田、畑中 • 偏極原子ビーム ・・・ 岡村、民井 • スピン回転制御 • AVFシングルターン加速 • 　　　　・・・ 福田、畑中、斎藤 • [d]=0.857N ~ [6Li]=0.822N ~ N 少し現状報告 現在計画（数年レンジ） 偏極 1+ 0+型反応による核分光 • (d,2He) Tz=+1 • (6Li,6He)Tz=-1 ２体反応：高収率・分解能 残念ながら 6Be  4He+p+p • (6Li,6Li) Tz= 0

16. RCNP 偏極 Li イオン源・案１ • レーザー光ポンピング偏極 • 表面電離器による１価イオン生成 • 超伝導ECR入射 • 　　前段部はMPI-Heidelberg, FSU を踏襲 • 　　安価な半導体レーザー・コンパクト化 • 　　加速電圧が減偏極回避調整パラメータ？ 800℃ • 難点： • プラズマの加速電位に逆らって１価イオン入射 • 入射効率（≦50%）向上には高い入射電圧 • 多価イオン生成にはプラズマ領域で減速 減偏極を避けて 多価イオン生成 ・・・ 挑戦的課題

17. RCNP 偏極 Li イオン源・案２ 　― 簡略化・中性原子ビーム入射 ― 800℃ シンプル • ビーム強度の問題 • ECRの構造上距離を近づけられない • ビームの収束要素が無い • 半導体レーザー （安価だが・・・） • シングルモード（~1MHz）の長期安定維持に難 • 角度アライン≦0.037 （ドップラー広がり抑制） • 単寿命消耗品 ・・・ 供給安定性に不安

18. RCNP 偏極 Li イオン源・案３― 六極永久磁石による偏極原子ビーム生成 NEOMAX 二次磁場勾配 7.6 T/cm2 Fe pole eff  2 msr 現在製作中 高い収束力 安定動作・安価

19. laval nozzle skimmer collimator collimator 0.5 1.0 1.5 1.5 hot cold 0 5mm Lithium-atom beam formation oven with a conventional design based on those at Heidelberg & Florida SU 21015 s-1 @ 800C (vapor pres. 3 Torr) 0.5 mm orifice, 2 msr collimation

20. まとめ • 0-は核内パイオン場の影響を反映する（と期待される？）が、 • 　 実験的には僅かしか知られていない謎に満ちた状態 • スピン双極子状態は天体核反応（誘起反応）でも重要 • Jに敏感かつ低バックグラウンドの反応が鍵 　　理研SMARTでの実例・A=12系に関する興味深いデータ • 偏極ビームによる 1+ 0+型反応 (d,2He), (6Li,6He) ・・・ • 　 の系統的測定を RCNP で目指している • 複合粒子反応の選択性（特に偏極観測量）を活かした分光について • 2001 研計委 ： 超伝導FFAG案 → 入射AVF更新 • 2004 更新実現（偏極6Li、スピン回転制御の下地） • 高エネルギー＆不安定原子核の可能性？ • RIBF/SHARAQ との関係 • 個人的興味 ： S=1, T=0 • 最も弱く、研究されていない成分 • + [S=1, T=1 ] に対する + ？ • Kyy[(d,d)] を超えるプローブ？“エキゾチック”ビーム？