弱い相互作用と強い相互作用で探るガモフ·テラー遷移

摘要

ガモフ·テラー(GT)遷移は、弱い相互作用での最も一般的な過程で、スピン·アイソスピン(στ)型の相互作用により起こります。その遷移強度の研究は、スピン、アイソスピン(荷電スピン)が原子核に特徴的な量子数である為、原子核物理での興味の対象になっているだけでなく、β崩壊や高エネルギーニュートリノが絡む元素合成と関連し、宇宙物理でも重要です。β崩壊の測定からはGT遷移強度の絶対値を出せるのですが、対象となる励起エネルギーの範囲が限られます。そこで強い相互作用にもστの成分があり、(p,n)や(~3He,t)反応などの荷電交換反応が逆β崩壊のように振る舞い且つGT遷移の相対強度が出せ、高励起状態への遷移の研究が可能であることに着目します。すると荷電交換反応、β崩壊の両者から得られるGT遷移強度を、原子核に於けるアイソスピン対称性(荷電スピン対称性)を基に融合して研究を進める、という道が拓けます。つまり広い励起エネルギー範囲で、GT遷移強度の絶対値を得る事ができます。特に我々が使う(~3He,t)反応では、従来の荷電交換反応より分解能がー桁上がり、GT遷移についての新い現象が見えてきました。