二重ベータ崩壊に類似した巨大共鳴状態の候補を観測―重イオン反応を用いた新たな研究の開拓―

　銭廣十三 理学研究科准教授、阪上朱音 東京大学教務補佐員、矢向謙太郎 同准教授、上坂友洋 理化学研究所部長、大田晋輔 大阪大学准教授、清水則孝 筑波大学准教授らの研究グループは、二重ガモフ・テラー巨大共鳴状態とよばれる原子核の新しい励起モードの候補を発見しました。

　本研究では、理化学研究所RIビームファクトリーで得られる重イオンビームを⁴⁸Ca標的に照射し、新たに開発した二重荷電交換反応（¹²C, ¹²Be(0⁺₂)）を用いることで、⁴⁸Ca中の1個の中性子が1個の陽子に変換されるガモフ・テラー遷移が二回起こった遷移を同定しました。

　本研究成果は、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に関わる原子核応答を知る手がかりになる可能性があります。

　本研究成果は、2024年12月23日に、国際学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」にオンライン掲載されました。

二重ガモフ・テラー巨大共鳴のイメージ。二重ベータ崩壊する原子核⁴⁸Caは、自然界ではゆっくりと二重ベータ崩壊して48Tiに変化する。原子核ビームを用いて⁴⁸Ca核にエネルギーを与えると、ガモフ・テラー巨大共鳴（既知）や二重ガモフ・テラー巨大共鳴（未発見）が現れる。