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陽子と中性子を主な構成要素とする 自己束縛量子多体系

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Academic year: 2021

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(1)

原子核物理学

3. 原子核概観

(2)

原子核とは

陽子と中性子を主な構成要素とする 自己束縛量子多体系

原子核は大きさが 10 -15 – 10 -14 m 程度のミクロの孤立系で あり,量子力学で記述する。

量子化された角運動量が重要な役割を果たす。

原子核内の陽子や中性子の運動エネルギーは質量に比べて 小さく,非相対論的な記述で通常十分である。

陽子・中性子はフェルミ粒子であり,Pauli の排他原理に従う。

(3)

核種の記法

質量数 = 陽子数 + 中性子数

isotope : 陽子数が等しい核種

isotone : 中性子数が等しい核種

核子 : 陽子と中性子の総称

陽子と中性子は核子の異なる状態

両者を区別する量子数がアイソスピン

通常,元素記号と質量数だけで表す

(4)

核子は構造をもつ

パイ中間子の衣を着た核子

磁気双極子モーメントからも,核子はディラック粒子ではない。

しかし,中間子の自由度があらわに現れることはあまりない。

(5)

核子の性質

(6)

原子核を用いた物理

原子核は物理学の基本法則の解明に重要な役割を果たす。

► 空間反転対称性(パリティ)の破れ 偏極した

60

Co の原子核を利用

► ニュートリノのヘリシティ Cd 原子核を利用

► Kobayashi-Maskawa 行列の要素 Z = N 核の Fermi 型ベータ崩壊 中性子のベータ崩壊

► ニュートリノの質量

原子核の二重ベータ崩壊

► 時間反転対称性の破れ

129 Xe, 199 Hg を利用

► 暗黒物質の探索

参照

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