岩下芳久&苍产蝉辫;化学研究所准教授、北原龙之介&苍产蝉辫;同博士课程学生、叁岛贤二&苍产蝉辫;高エネルギー加速器研究机构特别准教授、猪野隆&苍产蝉辫;同讲师、市川豪&苍产蝉辫;同研究员らの研究グループは、名古屋大学、东京大学、九州大学、大阪电気通信大学、筑波大学、大阪大学と共同で、既存の手法とは异なる新しい手法で中性子寿命を测定する装置を开発し、最初の実験结果を得ました。
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连しています。この中性子の寿命は、大きくビーム法（中性子ビームが検出器の中で崩壊した阳子数を数える）とボトル法（ボトル中で崩壊せず残った中性子を测定する）の2种类の方法で测定されてきましたが、両者の结果には约9秒の差がありました。
このように実験手法によって中性子の寿命に差が出る谜を解明するために、本研究グループは阳子を検出する従来のビーム法に対して、电子を検出する方法を考案しました。本実験では、大强度パルス中性子ビームを特殊な制御装置を用いて40肠尘程度の长さに整形した后、长さ1尘のガス検出器に导入し、検出器内部で生じる中性子崩壊による电子线を検出します。中性子崩壊による电子线を検出することは、阳子を検出する场合よりも难しい実験ですが、一连の中性子が全て検出器内部に存在する间だけ信号を取得するという方法によって、最初の実験结果を得ました。
今后は、本成果を元に中性子の崩壊寿命の测定精度を向上させることで、宇宙の进化の谜にさらに迫ることが期待されます。
本研究成果は、2021年1月8日に、国際学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」のオンライン版に掲載されました。
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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 (2020). Neutron lifetime measurement with pulsed cold neutrons. Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2020(12):123C02.
日刊工業新聞（1月14日 26面）に掲載されました。
