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数物系科学

2021.01.12

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-

国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科の森川 滉己 大学院生(博士前期課程2年)、広田 克也 特任准教授、北口 雅暁 准教授、清水 裕彦 教授らのグループは、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所、東京大学、京都大学、九州大学、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。

 

【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。

 

◆詳細(プレスリリース本文)はこちら

 

【用語解説】

※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。

 

【論文情報】

論文名: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)

雑誌:Progress of Theoretical and Experimental Physics (オンライン版1月8日)

DOI:https://doi.org/10.1093/ptep/ptaa169

著者:

高エネルギー加速器研究機構:三島賢二、猪野隆、市川豪

名古屋大学:広田克也、北口雅暁、森川滉己、岡部宏紀、清水裕彦、横橋麻美

東京大学:家城斉、長倉直樹、生出秀行、茂木駿紀、角野浩史、山田崇人、山下了

京都大学:岩下芳久、北原龍之介

九州大学:古賀淳、森下彩、音野瑛俊、角直幸、富田龍彦、上原英晃、矢野浩大、吉岡瑞樹

大阪電気通信大学:關義親

筑波大学:関場大一郎

大阪大学:嶋達志

 

 【研究代表者】

素粒子宇宙起源研究所(KMI)/大学院理学研究科 北口 雅暁 准教授

https://www.phi.phys.nagoya-u.ac.jp/