6He及び5Heの深部空孔状態とクラスター構造

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1 6He及び5Heの深部空孔状態とクラスター構造
京都大学　原子核・ハドロン物理学研究室　中津川 洋平 京都大学 ：中津川洋平　與曽井優　坂口治隆　安田裕介 　　　　　　 寺嶋知　岸智史　銭廣十三　江守隆　岩尾快彦 阪大RCNP： 藤原守　伊藤正俊　吉田英智 中西康介　 川瀬啓悟　橋本尚信　奥村俊　 甲南大理工：山形民穂　秋宗秀俊　木下麻希　藁科信行 徳島大総合：中山信太郎　伏見賢一 神戸常盤短大：田中正義 JASRI ：豊川秀訓 東京工業大学：内田誠

2 contents 研究の動機 実験 解析 7Li(p,2p)6He* 6Li(p,2p)5He* summary
　研究の動機 　実験 　解析 7Li(p,2p)6He* 6Li(p,2p)5He* 　summary 　7Li(p,2p)の偏極分解能

3 研究の動機 6He(s-hole) 7Li →６Heでは？ 軽い原子核・・・単純な殻構造とクラスター構造が混在
　 軽くなるにつれ、高励起状態からの直接崩壊が多い。 ⇒構造は崩壊様式に反映 軽い核をターゲットにした(p,2p)反応で励起された s-hole状態の崩壊様式が調べられてきた。 s-hole状態・・・ もっとも深い1s軌道陽子を 1つ叩き出した状態 　　　(殻模型的表現)　　 6He(s-hole) 7Li →６Heでは？ 7Li(p,2p)6Heで生成される6Heの 崩壊様式を調べ、その構造に関する情報を得よう ⇒E204 (Nov.2003)

4 shell modelに基づく理論計算 ～励起スペクトルと崩壊の分岐比～
threshold t+t MeV 5He + n MeV α+2n MeV 15MeV付近のbump t + tは多くない (24%)

5 検出器・ターゲット SSD array 大阪大学RCNP　Ring Cyclotron beam: 392MeV polarized proton (p,2p) reactions 　　　dual spectrometer GR & LAS (～0 MeV/c recoil momentum　 　　　　　　　 for decay of the s-hole) Thin targets :7Li (E204), 6Li (E250) ・　　decay charged particles 　　　　　SSD array (Si semiconductor) 　E or 20μm-5mm : 7 sets 　　　　 500μm-300μm : 8 sets 　　 E μm-μ300m : 8sets 500μm only : 7sets

6 Grand Raiden ,LAS & SSD target 7Li ～1.4mg/cm2 LAS Grand Raiden
SSD array LAS Grand Raiden target 7Li ～1.4mg/cm2 proton

7 7Li(p,2p)スペクトルと崩壊粒子のローカス
s-hole状態からのt+t 崩壊の分岐比 ・・・ 72.1±1.56% all tritons detected triton gate ターゲット中でのエネルギーロス、discriminatorのthreshold . . . 十分高いエネルギー領域では ・・・ ±2.62% shell modelの予想に反している！

8 クラスター描像 tからknock out αからknock out

9 6Li(p,2p)5Heでは? 新たな興味・・・6Li(p,2p)5Heではどんな崩壊モード が観測されるだろうか? 6Li・・・α+d
s-hole状態からは d+tが多く観測されるのでは？ 5He 6Li ⇒E250(Nov. 2004)　 threshold t+d 　・・・ MeV α+n ・・・ MeV 同様の実験を 6Li ターゲットで行う

10 6Li(p,2p)スペクトルと崩壊粒子のローカス
d t α α+n gate d+t gate

11 崩壊モードの分岐比 α+n d+t ( s-hole －(α+n) ) α+n d+t s-hole region 分岐比
α+n peak　領域 (Ex=15.0~17.5MeV) α+n 40±1.2% d+t 60% それ以上 (Ex>17.5MeV) α+n 8±1.1% d+t % s-hole全体 α+n 21±1.1% d+t 79%

12 summary 7Li(p,2p)6He 6He(s-hole)の崩壊様式・・・ t+t：72%以上
（tritonがすべて検出できるエネルギー領域では92%） 2つのtritonからなるクラスター描像がよく成り立つ 6Li(p,2p)5He 5He(s-hole)の崩壊様式 　　・・・d+t が多いはず（６Heからの類推） s-hole状態のスペクトル・・・2成分 実験の結果⇒　α+n decayを含む鋭いpeak

13 偏極分解能 Ay ●核内の核子間相互作用・・・自由空間とは異なる ●最近の実験 4Heを中心とするいくつかの軽い核
●自由空間での(p,p)の 　analyzing power(Ay)に 　対する減少が観測されている 媒質効果？（平均核密度） 　　　or off-shell性？（Q-valueの違い） ●最近の実験 4Heを中心とするいくつかの軽い核 （平均核密度とQ-valueが比例しない） でAyを測定 AyはQ-valueに対し滑らかに減少

14 s -hole状態におけるAyの減少 ( 7Li(p,2p) )
●polarized beam ⇒spinをupとdownに分けて解析 ⇒Ayを計算 ●6Heの励起エネルギーごとのAy →s-holeの領域で 　　Ayがなめらかに単調減少 同じ状態からの散乱で、励起エネルギーに対し変化 　　→ 　Q-value依存　？　　　　　　 freeのAy？ s -hole領域を 直線でfit

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16 研究の動機 ～6Heの背景～ Akimune et al., 6Li(7Li,7Be)6He*→decay
(charge exchange　reaction) 2つのtriton(3H)への崩壊 ⇒tritonクラスターの重要性 αクラスターの優位 もっと単純な反応で見よう ⇒本実験 ( (p,2p)反応 )

17 7Li(p,2p) スペクトル

18 t+t崩壊の分岐比 SSDの数 8個 等方性を仮定 branching ratio 各SSDの立体角＝ 5.97msr
1 Y(t+t) x x 5.97[msr] x 8 2 = Y(s-hole) 各SSDの立体角＝ 5.97msr 2 tritons ⇔ 1 decay = 72.1±1.56%

19 崩壊モードのゲート d+t projection α+n 崩壊粒子の識別 TOF(ターゲット－SSD)では 分離できなかった
　　分離できなかった ⇒ d+t ローカス方向への射影で 　　崩壊モードを分ける d+t projection α+n

20 Ay の解析 ( ( [ ] polarized proton beam ⇒ spin を up と down に分けて解析
Y↓P↑　　 　Y↑P↓ 　Q↓ 　　　　　Q↑ Y↑　= ( 1 + P↑Ay　）Q↑ｎ 1 dΩ ⊿Ω ( 1 ＝ dΩ P↑－P↓ ⊿Ω n dσ 1－α Y↓ = ( 1 + P↓Ay　）Q↓ｎ ⊿Ω α＝ Q↑ Q↓ Y↑ Y↓ dΩ Ay＝ [ ] αP↑－P↓ Q:入射粒子の総数　n:ターゲットの密度 polarized proton beam ⇒　spin を　up　と　down　に分けて解析 Yieldを1MeVの幅で計数し、 各励起エネルギー （Q-valueに対応） に対しAy を求める。