実験核物理研究室

九州大学 大学院理学研究院 物理学部門

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スピン核物理

教員

野呂 哲夫、若狭 智嗣、坂口 聡志

研究紹介

物質の質量の起源はどこにあるのでしょうか?物質は陽子や中性子などの「核子」によって、さらに核子は3つのクオークによって構成されています。しかし、クオーク3つの質量を足し合わせても、核子の質量の数%にしかなりません。実は核子質量 (つまり物質の質量) の大部分は、真空中にクオークと反クオークの対が凝縮しこれらがクオークと相互作用する、という過程でダイナミックに生じるとされています。

この凝縮の強さは、下図に示すような密度と温度依存を持ち、原子核中のような超高密度空間では真空中の2/3程度まで減少するとされています (質量が軽くなる) 。この質量変化は、原子核中での核力 (核子間にはたらく強い力) の変化として観測可能です。特にスピンに関連した観測量は敏感であるとされており、我々は原子核中での陽子散乱を真空中と直接比較して、陽子の質量獲得機構に迫ろうとしています。

特別研究の内容(これまでの例)

陽子に比べて特に多くの中性子をもつ原子核は、表面に中性子のみからなる層「中性子スキン」を持つと考えられています。これは中性子星のかけらとも言え、天文学の観点からも興味深い物質です。この物質の存在を確認するためには、核内での陽子や中性子の分布を調べる必要があります。これまでの特別研究では、原子核の中性子1個が陽子1個と入れ替わった状態を生成することで陽子分布半径の測定を試みました。実験は主に全国共同利用研である核物理研究センター(大阪)で行い、世界最前線で活躍している大型加速器や、九大グループが主体的に開発した独自の検出器を用いて、実験技術や研究の進め方を習得します。また、得られた結果を発表することは、研究活動でも社会においても非常に重要なスキルです。国内・国外での学会発表も積極的に行います。

雰囲気と卒業後の進路

学生の内から第一線級の仕事が行え、卒論や修論の成果が一流の国際雑誌に発表されています(英語力も身につきます)。「1人1プロジェクト」を原則として、各院生が主体的に研究を推進しています。また、実験は院生・スタッフが他大学の研究者と共同で行うため、リーダーシップと協調性両方が身につきます。卒業後の進路は、学部卒業後は大学院進学が圧倒的です。修士修了後は、民間への就職ではメーカーの研究開発職、IT、教育関係など幅広い職種があります。博士課程への進学者も多く、国から助成を受けて研究活動を行っている大学院生や、研究者として第一線で活躍している卒業生もいます。量子論や相対論の支配する極限物質「原子核」の性質を探究し、背後に潜む原理を解明してみたいと思いませんか?主体的に研究を進めたい、意欲ある方を歓迎します。

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各種情報

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