安定核領域から遠く離れた中性子過剰核の磁気モーメントと核構造

远离稳定核区的富中子核的磁矩和核结构

• 批准号: 03J03327
• 负责人: 亀田 大輔
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03327/
• 关键词: 原子核構造; 中性子過剰核; 魔法数の消失; 重イオン加速器; 核磁気共鳴; 核磁気モーメント; 不安定核; β-NMR法; 磁気モーメント; 殻模型; 窒素同位体

天然に存在する原子核やその近隣の放射性同位体の中で、2、8、20、28、50などの特定の中性子数または陽子数から構成される原子核は他の原子核に比べて安定な構造を持つことが広く知られている。これら魔法数の存在は、電子の閉殻形成によって希ガス原子が化学的に安定になる様に、原子核にもそれに似た殻構造が存在する根拠となっている。近年、安定核から遠く離れた不安定核の生成・分離が可能となり原子核構造の研究が飛躍的に進展した。その過程で、特定の不安定核ではそれら魔法数における閉殻構造が破れていることが分かってきた。本研究では、安定核に比べて非常に多くの中性子を含む中性子過剰核^<30>Alと^<32>Alを生成・分離し、その磁気モーメント測定を通じて中性子数20の閉殻構造の破れを実験的に検証した。磁気モーメントは、原子核の殻構造を如実に反映する物理量であり、閉殻構造の破れに鋭い感度をもつ。例えば^<32>Alと同じ中性子数19をもつ^<31>Mg及び^<30>Naの磁気モーメント値は中性子数20の閉殻構造に基づいた理論計算値から顕著に小さくなっており、この近隣における閉殻構造の変容を物語っている。^<30,32>Alの生成は理化学研究所の重イオン加速器施設にて行い、それらの磁気モーメントはβ線の放出角度異方性の変化から核磁気共鳴を観測する手法(β-NMR法)を用いて測定した。その結果、^<30>Al及び^<32>Alの磁気モーメントはそれぞれ(3.012±0.009)μ_N、(1.958±0.011)μ_Nとなった。両実験値は通常の閉殻構造に基づく理論で良く再現されることが分かった。本結果は^<31>Mgや^<30>Naの報告と好対照を成しており、閉殻構造の変容の境界を定める上で重要なデータである。

在天然存在的原子核及其邻近的放射性同位素中，众所周知，由特定数量的中子或质子（例如2、8、20、28或50）组成的原子核具有比其他原子核更稳定的结构。拥有这些幻数的存在是原子核中存在类似壳层结构的基础，就像惰性气体原子由于形成封闭的电子壳层而变得化学稳定一样。近年来，远离稳定核的不稳定核的产生和分离已经成为可能，核结构的研究也取得了快速进展。在此过程中，人们发现这些神奇数字的封闭壳层结构在某些不稳定的原子核中被打破。在这项研究中，我们生成并分离了富中子核 ^<30>Al 和 ^<32>Al，它们所含的中子远多于稳定核，并测量了它们的磁矩，以研究 20 个中子的闭合壳层结构的破裂。经实验验证。磁矩是清晰反映原子核壳层结构的物理量，对封闭壳层结构的断裂高度敏感。例如，与^<32>Al具有相同中子数19的^<31>Mg和^<30>Na的磁矩值明显小于基于a的理论计算值。 20个中子的闭壳结构讲述了邻域闭壳结构的转变故事。 ^<30,32>Al是在RIKEN重离子加速器设施中生成的，其磁矩是通过观察核磁共振法（β-NMR法）根据β射线的发射角各向异性的变化来确定的。 。结果，^ 30 Al和^ 32 Al的磁矩分别为(3.012±0.009)μ_N和(1.958±0.011)μ_N。结果发现，基于通常的闭壳结构的理论很好地再现了两个实验值。该结果与^ 31 Mg和^ 30 Na的报道形成了很好的对比，并且是确定闭壳结构转变边界的重要数据。

项目成果

D.Kameda: "Recent result from the nuclear moment measurements using a spin polarized radioactive beam"Nuclear Physics, Section A. 734C. 484-484 (2004)

D.Kameda：“使用自旋极化放射性束进行核矩测量的最新结果”《核物理》，A.734C 节。

Magnetic moments of ^<30>Al and ^<32>Al

^<30>Al和^<32>Al的磁矩

• 发表时间: 2005
• 期刊: Czechoslovak Journal of Physics, Supplement Vol.55(発表予定)
• 作者: Daisuke Kameda