1 / 37

現在の原子核物理学 = 理研を中心として =

現在の原子核物理学 = 理研を中心として =. 陽子と中性子でできた原子核、 ハイパー核、 ハイブリッド核、 核子、 核物質 クォーク・グルーオン、非対称核物質、中性子物質、ガス相・液体相 を材料とした幅広い有限多体系の研究を指す。 構造・性質を理解する。 有限多体系の普遍的性質を探る。 基本相互作用の理解を進める。 宇宙での天体現象、元素合成を理解すためのデータを与える。 原子核物理は細分化の学問ではなく、組み立ての学問である。 20 世紀は細分化の時代、 21 世紀は組み立ての時代 (T.D. Lee). 核子の構造. クォークと閉じこめ

lkruse
Download Presentation

現在の原子核物理学 = 理研を中心として =

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 現在の原子核物理学=理研を中心として= • 陽子と中性子でできた原子核、 • ハイパー核、 • ハイブリッド核、 • 核子、 • 核物質 • クォーク・グルーオン、非対称核物質、中性子物質、ガス相・液体相 を材料とした幅広い有限多体系の研究を指す。 • 構造・性質を理解する。 • 有限多体系の普遍的性質を探る。 • 基本相互作用の理解を進める。 • 宇宙での天体現象、元素合成を理解すためのデータを与える。 • 原子核物理は細分化の学問ではなく、組み立ての学問である。 • 20世紀は細分化の時代、21世紀は組み立ての時代 (T.D. Lee)

  2. 核子の構造 • クォークと閉じこめ • 核子のスピン構造　(RHIC-spin) • ．．

  3. 陽子と中性子でできた原子核（理研及び他のRIビーム施設でのメインテーマ）陽子と中性子でできた原子核（理研及び他のRIビーム施設でのメインテーマ） • 原子核の構造 • 宇宙核物理学 道具はRIビーム！！

  4. 安定核から極限不安定核へ

  5. 道具 RI Beams g 大角運動量 温度・密度 非対称核物質 陽子・中性子の分離

  6. RIビームの作り方３種 In-flight 収集効率大 短寿命核可能 RF trapping ISOL/reacceleration ビームが良質、低エネルギービーム可能

  7. Nuclear Physics • Probe the limit of nuclear existence and to understand the basic physics of the nuclear landscape • Exploration of the limit of existence • Drip-line nuclei • Nuclei outside the drip lines • Superheavy nuclei • Magic numbers far from the stability • Study of unbalanced nuclear matter and the role of isospin • Explore the new forms and dynamics of nuclei • Neutron skins & halos • Also excitations and correlation • Exotic shapes • Testing of the Standard model and fundamental symmetries and conservation laws

  8. Time reversal Beta-delayed proton emission 32Ar Neutrino recoil in a trap CKM matrix

  9. Nuclear Astrophysics • Provide the basic data of nuclear astrophysics • Big bang nucleosynthesis • The CNO cycle to the rp-process • Alpha-rich freezeout • The r-process • Equation-of-state of asymmetric matter and neutron stars • Highly-ionized atoms of unstable nuclei • Remarks • The measurement and the analysis of the nuclei far from stability will provide new test benches for theoretical nuclear models. This should allow one to reformulate these models in a more general form. Hence, the predictive power of these models, when applied to unknown nuclei for nuclear astrophysics applications, will be greatly increased.

  10. Other Opportunities of RNB Research • To provide new technology for research in other fields • Material Science • Multi-tracer technique • Cancer treatment • Brain science • New types of reactor

  11. これまでの常識は間違っていた！＝RIビームによる研究＝これまでの常識は間違っていた！＝RIビームによる研究＝ • 原子核の大きさ、密度分布の革命 • 魔法数の変化がおこる • 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 -->2, 6, 16, … 1.　質量　µ　半径3 2. 陽子と中性子は一様に　　混合 3.　表面は同じ

  12. 不安定核の半径 • 基本則が全部壊れた！ • 　　　新形態の原子核の出現 Z スキン発生 A1/3の破れ 中性子ハロー N

  13. 陽子除去反応と陽子分布半径 O. V. Bochakarev, K. Suzuki, et al. Priv. Comm. (Kurchatov, RIKEN, GSI Coll.) other systematic studies: B. Blank et al., Z. Phys. A 352 (95) 69, Z. Phys. A 352 (95) 77. Also show no significant change of the cross sections.

  14. Na アイソトープの半径と中性子スキン

  15. 原子核の型のタガがはずれた！

  16. ボロミアンと連続状態でのペアリング

  17. 新しいタイプのトンネル効果（中性子ハロー）新しいタイプのトンネル効果（中性子ハロー）

  18. Guiding Principle の欠如!! 原子核の密度分布とポテンシャル

  19. 魔法数は変化する

  20. Need a major modificationin meanfield model Other evidences in  Gamow-Teller resonance (s1/2, p1/2) mixing I halo nuclei Strong contribution of tensor force …

  21. 核物質の研究

  22. 非対称（N/Z  1) 物質の状態方程式 K. Oyamatsu et al., NP A 634 (1998) 3.

  23. 元素合成へ 元素の存在比

  24. 元素合成の道筋 (p, g) (n, g) (p, a) …

  25. 世界に広がるRIビーム科学

  26. 　　　現在 Asia RIKEN/Japan (135AMeV 200pnA) America MSU/USA (140A MeV 50 pnA) ORNL/USA (5A MeV RIB) TRIUMF/Canada (2A MeV RIB) Europe GSI/Germany (2A GeV 1pnA) GANIL/France (100A MeV 200pnA) (10A MeV RIB) 　　　　将来 Asia RIKEN-RIBF (400A MeV 1pmA) Lanzho/China (400A MeV strage ring) America RIA/USA (400A MeV 1pmA) TRIUMF (20A MeV RIB) Europe GSI (1A GeV 10pnA) Munich/Germany (reactor) CERN (5A MeV RIB) 主要な施設 Fragmentation Facility Reacceleration Facility

  27. Major Institutes • Tohoku University (Sendai, Miyagi) • KEK/JAERI (Tsukuba/Tokai, Ibaraki) • RIKEN/CNS(former INS) (Wako, Saitama) • RCNP (Suita, Osaka)

  28. Tohoku University (LNS) http://www.lns.tohoku.ac.jp • 300 MeV electron LINAC • 300 MeV stretcher • 1.2 GeV booster • 1.2 GeV Photon station

  29. KEK/JAERI www.kek.jp • Proton synchrotron • SKS: Super-conducting spectrometer • Hyperball • K2K • JHF • RHIC and AGS collaborations

  30. RIKEN/CNS • RARF • RIPS: RI beams • SMART: high-resolution spectrometer, 270 MeV polarized d. • CRIB: Low energy RI Beam • RIBF • BNL with RHIC spin • RAL • JINR, GSI, TRIUMF

  31. Osaka Univ. (RCNP) www.rcnp.osaka-u.ac.jp • Ring Cyclotron • Grand RAIDEN: high-resolution spectrometer • LAS: Large angle spectrometer • Ohto Cosmo Observatory • use of SPring-8 • 3 GeV photon • 10 MeV photon

  32. Nuclear Structure and Nuclear Matter • Nucleon system • Unstable nuclei and low excited states: RIKEN, RCNP • RIKEN:RIPS,RIBF, RCNP:LAS, G.RAIDEN • Gamow-Teller and other corrective excitations:RCNP • RCNP: G.RAIDEN, Neutron Det. • Hyper nuclei • (K, p), (p, K) and Gamma-ray spectroscopy: KEK • KEK: SKS, Hyperball, JHF • Baryonic system • Baryon in nuclei: LNS, KEK, RCNP/SPring-8, • Quark-gluon matter • RHIC, SPS… *Only facilities are in the list, experimental groups distribute widely though out Japan.

  33. Nucleon Structure • Photon Scattering • RCNP/SPring-8: 3 GeV Compton scattered photon. • Electron Scattering • RIBF: MUSES • Polarized N-N scattering • RHIC

  34. Nuclear Astrophysics and Fundamental Physics • Nuclear Astrophysics • Nucleosynthesis • CNS/RIKEN: CRIB -> low energy beam • TRIUMF • RIKEN: RIBF • Fundamental Physics • Neutrino • KEK: K2K It is considered to be high energy physics, though. • KEK/JAERI: JHF • Weak Interactions • RCNP: Ohto observatory • RIKEN: RIBF Beta decay

  35. Major Institutes Future • Tohoku University (Sendai, Miyagi) • 1.2 GeV Stretcher completed. • No major plan at this moment. • KEK/JAERI (Tsukuba/Tokai, Ibaraki) • JHF has started it’s construction. • RIKEN/CNS (Wako, Saitama) • CRIB completed. • RIBF under construction. • RCNP (Suita, Osaka) • 3 GeV photon line completed. • Possible future projects are under discussion.

  36. Nuclear Physics in Japan (perspective) • Nuclear Structure and Nuclear Matter • Nucleon system -> RIBF • Hypernuclei -> JHF • Baryonic system • Quark-Gluon Plasma -> International collaboration • Nucleon Structure • Photon scattering -> SPring-8 • Electron scattering -> RIBF/MUSES • Polarized p-p scattering -> International collaboration • Nuclear Astrophysics • Nucleosynthesis ->RIBF • Fundamental Physics • Neutrino -> JHF • Weak interactions -> RIBF

More Related