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中性子寿命の謎、解明に向けた新実験が始動

 
-第3の手法により中性子寿命問題の解明に挑む-

公開日:2021.01.08

 

研究成果 Physics & Chemistry

本研究成果のポイント
○新しい手法による中性子寿命測定装置を開発し、最初の実験結果を得た
○今後精度を向上させることにより中性子寿命問題の決着が期待される

 

 九州大学先端素粒子物理研究センターの吉岡瑞樹准教授、音野瑛俊助教、九州大学大学院理学府の古賀淳大学院生、矢野浩大大学院生、森下彩元大学院生、角直幸元大学院生、富田龍彦元大学院生、上原英晃元大学院生は、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所の三島賢二特別准教授、猪野隆講師、市川豪研究員らのグループ、名古屋大学、東京大学、京都大学、大阪電気通信大学、筑波大学、大阪大学と共同で、既存の手法とは異なる新しい手法で中性子寿命を測定する装置を開発し、最初の実験結果を得ました。
 原子核を形作る粒子のひとつである中性子の崩壊は、宇宙の元素合成のメカニズムや素粒子物理学に深く関連しています。今回の成果を元に中性子の崩壊*1寿命の測定精度を向上させることで、宇宙の進化の謎にさらに迫ることが期待されます。
 この研究成果は、学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に1月8日掲載されました。

※1.中性子の崩壊
原子核に束縛されていない自由な中性子は弱い相互作用により陽子、電子、反ニュートリノに崩壊する。この過程はβ崩壊と呼ばれる。

検出器概念図

論文情報

タイトル:
Neutron lifetime measurement with pulsed cold neutrons
(パルス冷中性子を用いた中性子寿命測定)
著者名:
K Hirota, G Ichikawa, S Ieki, T Ino, Y Iwashita, M Kitaguchi, R Kitahara, J Koga, K Mishima, T Mogi, K Morikawa, A Morishita, N Nagakura, H Oide, H Okabe, H Otono, Y Seki, D Sekiba, T Shima, H M Shimizu, N Sumi, H Sumino, T Tomita, H Uehara, T Yamada, S Yamashita, K Yano, M Yokohashi, T Yoshioka
掲載誌:
Progress of Theoretical and Experimental Physics (オンライン版1月8日)
DOI:
https://doi.org/10.1093/ptep/ptaa169