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原子核実験

yamaguchi/nagae laboratory

Heavy ion beams

+ storage rings

「僕の前に道はない僕の後ろに道は出来る」高村光太郎

「勿嘗糟粕」長岡半太郎

A little about us

山口・長江研究室では, 国内外の加速器施設を利用し, 低エネルギーから相対論的高エネルギーの重イオンビームを用いて, さまざまな原子・原子核物理学の実験研究を行っています。これまで理化学研究所, 量子医科学研究所, GSI研究所, IMP研究所などの加速器施設において, ハロー原子核の発見, 不安定核の陽子分布半径の決定, 蓄積リングによる超精密な質量測定, 多価イオン状態の稀現象の観測, そして新元素ニホニウムの発見などユニークな研究を行ってきました。

What is storage ring?

多粒子もしくは単一粒子の多価イオンビームを超高真空の中に閉じ込める装置が蓄積リングです。何度も周回するため非常に良い質量分解能が得られます。

SNAPSHOT

A quick glance at our activities ...

日々、学生は学生部屋(1413室)で解析したり、実験室で検出器テストをしています。お気軽にお尋ね下さい。

WHAT WE'RE DOING

- 蓄積リングによる質量測定(日, 独, 中) - 多価イオン状態核の稀崩壊(独) - 蓄積リング中の天体核反応(独) - 極低温静電リングによる原子・分子物理(日) - エキゾチック原子核の半径(日) - 粒子検出器と加速器技術開発(日) - 新元素ニホニウム, Nh and beyond(日)

Members 2025

  • 鈴木 健 (名誉教授)
  • 山口 貴之 (P) →Instagramはじめました
  • 長江 大輔 (AP)

  • 菊池 悠太 (M2) SCRIT実験
  • 西澤 悟 (M2) BigRIPS実験
  • 渡辺 晃平 (M2) 低エネルギー反応
  • 富岡 直 (M2) 装置開発

  • 安田 伊吹 (M1) R3開発/高エネルギー反応
  • 於 偉 (M1) 低エネルギー反応

  • 高野 凌央 (B4) タンデム加速器実験
  • 伊藤 秀晃 (B4) タンデム加速器実験
  • 鈴木志音(B4) 上坂研常駐

Domestic Collaborators

理化学研究所, 量子医科学研究所, 筑波大学, 大阪大学, 新潟大学, 東京都市大学, 九州大学, 高知工科大学, 京都大学, 東北大学, 立教大学, 日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター

加速器実験はチームを組んで行います。

Activities 2025

April
  • 長江先生が着任しました。
  • ドイツGSI研究所の蓄積リングESRで実験しました。多価イオンの稀崩壊の実験です。
May
  • RIBFの蓄積リングR3の実験はテクニカルな問題により来年度に延期になりました。
  • HIMAC報告会に参加しました。
June
  • RIBF BigRIPSにて中性子過剰な不安定核の半径測定実験を行いました。
  • 高校生が埼玉大学を見学に来られたので模擬講義を行いました。
  • 中国IMPの蓄積リングCSReで実験しました。多価イオン状態のベータ崩壊の寿命測定です。
July
  • Nishina Schoolに学生が参加しました。
August
  • Lanzhou Universityで開催されたThe China-Japan joint school for nuclear physicsおよびNuclear physics school for young scientists (NUSYS2025)に学生が参加しました。
  • Darmstadtで開催されたInternational workshop "Nuclear Masses in Astrophysics for the Next 25 Years"に参加しました。
September
  • 広島の物理学会に学生が参加しました。
  • RIBFの加速器見学会を開催しました。
October
  • 筑波大学タンデム加速器で実験しました。低エネルギー核反応実験の2回目です。
  • 中国北京市で開催されたInternational symposium commemorating the 40th anniversary of the halo nuclei (Halo-40)に参加しました。
  • バンクーバーで開催された20th international conference on electromagnetic isotope separators and related topics (EMIS-XX)に学生が参加、ポスター賞2位を受賞しました。
November
  • 筑波大学タンデム加速器で実験しました。低エネルギー核反応実験の3回目です。
December
  • DresdenのNuCAR collaboration meetingに参加しました。
  • 原子核理論研究室と合同で忘年会を開きました。
  • RIBFの加速器見学会を開催しました。
January
  • 蘭州市IMP研究所のZhang教授にオンライン講義をしてもらいました。HISEP事業(詳しくは物理学科Web Site)の一環です。
February
  • 修士論文発表会と卒業論文発表会:今年度はM2が3名、B4が2名発表します。プログラムは物理学科Web Siteにて。がんばりました。
  • イギリスのサリー大学との共同研究が始まりました。大きなお金が動きます。
  • セミナーといくつかの研究会議(NUSTAR)のため、ドイツに出張しました。有意義な情報交換ができました。
March
  • 理研の研究会(RIBF Users Meeting, ADRIB2026)に参加しました。学生もポスター発表しました。
  • 日本物理学会(online)で学生が発表しました。
  • 追いコンをしました。R7年度6名が旅立ちました。
  • 原子衝突セミナーに参加しました。

Continued Success

International collaboration

G. Leckenby, et al., High-temperature 205Tl decay clarifies 205Pb dating in early solar system, Nature 635, 321 (2024). 地球上に存在するTl-205原子は安定ですが、軌道電子を全て剥ぎ取ると放射性核に変身します。束縛状態ベータ崩壊の観測に成功。宇宙元素合成s-processに大きな影響を与えました。山口がドイツのILIMAコラボレーション総責任者期間のハイライト。

Selected paper: Masses

D. Nagae, et al., Isochronous mass spectrometry at the RIKEN Rare-RI Ring facility, Phys. Rev. C 110, 014310 (2024). 我々がRIBFで開発した新しい蓄積リングを用いた質量測定の原理検証実験。飛んでいる間に全ての粒子を識別し、測定したい核のみ1個選んで、蓄積リングにトラップすることに成功。注目論文に選出される。

イオンビームをほぼ非破壊的に検出する装置を開発しました。
Selected paper: Masses

H.F. Li, et al., First application of mass measurements with the Rare-RI Ring reveals the solar r-process abundance trend at A=122 and A=123, Phys. Rev. Lett. 128, 152701 (2022). Rプロセスに関与する中性子過剰核の質量測定。共同プレスリリース。詳しくはこちら。現在の重元素の多くは、中性子星の連星合体のような宇宙の極限環境のもとで、中性子過剰な不安定核の反応と崩壊の連鎖によって作られました。

Review article

T. Yamaguchi, et al., Masses of exotic nuclei, Prog. Part. Nucl. Phys. 120, 103882 (2021). 不安定な原子核の質量測定のレビュー論文。最近の10年をまとめる。

Selected paper: Radii

M. Tanaka, et al., Swelling of doubly magic 48Ca core in Ca isotopes beyond N=28, Phys. Rev. Lett. 124, 102501 (2020). 精密な半径測定によって、中性過剰なCa同位体のコアが膨らんでいることを発見。共同プレスリリース。詳しくはこちら

Selected paper: Radii

T. Yamaguchi, et al., Scaling of charge changing interaction cross-sections and point-proton radii of neutron-rich carbon isotopes, Phys. Rev. Lett. 107, 032502/1-4 (2011). 不安定な原子核の陽子分布半径を決定する新しい方法を開発。注目論文に選出される。今や世界中で多くの研究者がこの方法を使っています。

原子核の物質半径は、陽子の分布半径と中性子の分布半径からできています。
Nihonium, New Element!

K. Morita, et al., New Result in the Production and Decay of an Isotope, 278^113, of the 113th Element, J. Phys. Soc. Jpn 81 (2012) 103201/1-4. 当研究室は長年、新元素ニホニウムの合成実験に参加してきました。当研究室から2名の博士号を輩出しています。

Facilities

当研究室で利用している大型加速器施設を紹介します

Contact

埼玉大学 理工学研究科 物理学PG 理学部1号館4階 山口・長江研究室

メール:yamaguti (der Klammeraffe) phy.saitama-u.ac. pj