仁 科 加 速 器 研 究 セ ン タ ー - 理化学研究所
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In Search Of The Origin of Elements
私 たちは 星 から 生 まれた。<br />
We Were All Born From The Stars<br />
2
宇 宙 誕 生 の 謎 へ<br />
未 だ 見 ぬフロ<strong>ン</strong>ティア<br />
その 昔 、 今 から 137 億 年 前 、ビックバ<strong>ン</strong>によっ<br />
て 私 たちの 宇 宙 は 生 まれました。その 時 、 地 球 は<br />
おろか、 太 陽 も 無 く、ただ 水 素 とヘリウムが 宇 宙<br />
空 間 に 漂 っていました。<br />
長 い 年 月 が 経 ち、 星 ( 恒 星 ) が 生 まれ、その 中<br />
心 部 では 炭 素 、 酸 素 、ナトリウム…と、たくさん<br />
の 元 素 が 初 めて 創 られました。やがて 寿 命 を 迎 え<br />
た 星 は 大 爆 発 を 起 こし、たくさんの 元 素 を 宇 宙 空<br />
間 にばら 撒 きました。これらの 元 素 は 重 力 によっ<br />
て 再 び 集 められ、 太 陽 そして 地 球 が 生 まれました。<br />
その 地 球 で 生 まれた 私 たち、その 体 を 構 成 する 元<br />
素 は 星 の 中 で 創 られた 物 です。つまり 私 たちは 星<br />
から 生 まれたのです。<br />
しかし 多 くの 謎 が 残 されています。 例 えば、ウ<br />
ラ<strong>ン</strong>はどうして 出 来 たのか? 元 素 、そして 宇 宙<br />
誕 生 の 謎 に 私 たちはせまります。<br />
Toward unraveling the mystery of the beginning of the universe<br />
Once upon a time, 13.7 billion years ago, our universe was born from the “Big Bang”. At<br />
the time, neither earth nor the sun existed, and only hydrogen and helium floated in space.<br />
As many many years passed, the first star was born. At its core were many elements such<br />
as carbon, oxygen, sodium created for the very first time. At the end of its life span, the star<br />
exploded, resulting in supernova explosion which dispersed elements into space. These<br />
elements were then gathered by gravity, giving birth to earth and the sun.<br />
We were born on the earth, and are made up of the elements originating from the stars.<br />
But there still remain many mysteries. For example, how was uranium created? We aim to<br />
unravel such mysteries of the birth of the universe.<br />
3
<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長 からのごあいさつ<br />
Preface<br />
理 <strong>研</strong> に <strong>仁</strong> <strong>科</strong> 芳 雄 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 が 開 設 されたのは 1931 年 の<br />
ことです。それ 以 来 、 理 <strong>研</strong> には 80 年 近 い <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>科</strong> 学<br />
の 伝 統 があります。2006 年 はその 伝 統 に 新 たなペ<strong>ー</strong><br />
ジを 開 いた 年 となりました。 世 界 初 の 超 伝 導 リ<strong>ン</strong>グサ<br />
イクロトロ<strong>ン</strong> SRC と 超 伝 導 RI ビ<strong>ー</strong>ム 生 成 装 置 BigRIPS<br />
を 擁 する RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>(RIBF)が 稼 働 を 開 始<br />
しました。そしてこの 世 界 に 冠 絶 する 性 能 を 誇 る 実 験<br />
施 設 での <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 支 える 体 制 として、 理 <strong>研</strong> <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong><br />
<strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>( <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>)が 誕 生 しました。<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>の 第 一 義 の 使 命 は、 原 子 核 とそれを 構<br />
成 する 素 粒 子 の 実 体 を <strong>究</strong> め 物 質 創 成 の 謎 を 解 明 するこ<br />
とにありますが、さらには、それら 素 粒 子 、 原 子 核 を<br />
農 業 、 医 療 など 産 業 に 応 用 する 技 術 の 開 発 も 重 要 な 使<br />
命 になっています。 総 合 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所 たる 理 <strong>研</strong> の 特 徴 を<br />
生 かした 幅 広 い <strong>研</strong> <strong>究</strong> 展 開 は、かつて <strong>仁</strong> <strong>科</strong> 芳 雄 自 身 が 拓<br />
いたものであり、それゆえ、 <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>はこの 偉 大<br />
な 先 達 の 名 を 冠 することとなりました。<br />
RIBF の 完 成 により、 原 子 核 物 理 学 の 世 界 は 大 きな<br />
転 機 を 迎 えました。 今 まで 得 ることの 出 来 なかった 数<br />
多 くの 不 安 定 原 子 核 を 大 量 に 生 成 し、その 性 質 を 調 べ、<br />
<strong>究</strong> 極 の 原 子 核 描 像 を 得 ることにより、 大 宇 宙 が 重 元 素<br />
を 生 み 出 した 路 程 をたどる 事 が 可 能 になります。 強 力<br />
になった 重 イオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong>ムは 原 子 核 物 理 のみならず、 多<br />
くの 応 用 <strong>研</strong> <strong>究</strong> も 可 能 とします。RIBF のもたらす <strong>研</strong> <strong>究</strong> 可<br />
能 性 は 広 大 であり、 世 界 中 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 がここで 輝 かしい<br />
成 果 をあげられるよう <strong>研</strong> <strong>究</strong> 環 境 と 運 営 体 制 の 整 備 をは<br />
かっていきたいと 思 います。<br />
初 代 <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長 、 矢 野 安 重 は 世 界 に 冠 絶 する <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong><br />
を 完 成 させました。この 施 設 から 素 晴 らしい 成 果 を 生<br />
み 出 していくことが 当 <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>の 今 後 の 使 命 です。 次<br />
代 の 優 秀 な <strong>科</strong> 学 者 が 存 分 に 活 躍 できるような <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><br />
<strong>タ</strong><strong>ー</strong>たるべく 尽 力 していく 所 存 です。 関 係 各 位 のご 指<br />
導 ご 協 力 を 賜 りたく、よろしくお 願 い 申 し 上 げます。<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長<br />
えんよ<br />
ひでと<br />
延 與 秀 人<br />
In 1931, Dr. Yoshio Nishina’s laboratory was established<br />
in RIKEN. For almost 80 years since then, RIKEN has<br />
continued to promote accelerator-based science in<br />
Japan and maintained its position as the world’s front<br />
runner in the field.<br />
In 2006, a significant milestone was achieved<br />
when the RI-beam factory (RIBF) with its world’s<br />
first superconducting ring cyclotron, SRC, and<br />
superconducting RI-beam separator, BigRIPS, started<br />
a full-scale operation. RIKEN Nishina Center for<br />
Accelerator-Based Science was established the same<br />
year to comprehensively promote accelerator-based<br />
research at this world-class top performing facility.<br />
The primary mission of Nishina Center is to unravel the<br />
mystery of the genesis of the elements by investigating<br />
the nature of nuclei and their constituents, elementary<br />
particles. The center also aims to explore the potential<br />
industrial application of its research on nuclei and<br />
elementary particles to agriculture, medicine and<br />
other such fields. Incorporating RIKEN’s strength as a<br />
multidisciplinary research institute for natural science,<br />
Nishina Center promotes a wide range of cutting-edge<br />
research and development, a path pioneered by Dr.<br />
Nishina in his days. Nishina Center was named after<br />
him to honor the spirit of this great scientist.<br />
The completion of RIBF heralds a new era in the field<br />
of nuclear physics. By producing a large number of<br />
unstable nuclei, studying their properties and finding<br />
the ultimate picture of nuclei, we will be able to uncover<br />
the process by which the heavy elements were formed<br />
in the universe. The powerful heavy ion beams will not<br />
only be used for nuclear physics research but also for<br />
various applications purposes. Since the new capabilities<br />
of RIBF will broaden the research potential immensely,<br />
Nishina Center will commit itself to upgrading research<br />
environment and operation system of RIBF for the<br />
worldwide users to achieve outstanding results. Your<br />
continued cooperation and support would be greatly<br />
appreciated.<br />
Hideto En'yo<br />
Director, Nishina Center for<br />
Accelerator-Based Science<br />
4
宇 宙 未 到 の 領 域 へ<br />
Stepping into Unexplored Terrain of the Universe<br />
5
理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> から 実 験 まで<br />
About Organization<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>は「 理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門 」「 素 粒 子 物 性 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門 」<br />
「RIBF <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門 」の3つの 部 門 で 構 成 されています<br />
The Nishina Center for Accelerator-based Research consists of three<br />
divisions: the Theoretical Research Division, the Sub Nuclear System<br />
Research Division, and the RIBF Research Division.<br />
理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門 素 粒 子 物 性 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門 RIBF <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門<br />
Theoretical Research<br />
Sub Nuclear System<br />
RIBF Research Division<br />
Division<br />
Research Division<br />
陽 子 ・ 中 性 子 はどのように 結 合 し<br />
て 原 子 核 となるか? 物 質 の <strong>究</strong> 極 の<br />
姿 は 何 か?など 原 子 核 や 素 粒 子 に<br />
関 する 理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> によって 物 理 の 基<br />
本 法 則 を 探 <strong>究</strong> しています。<br />
海 外 にある 理 <strong>研</strong> BNL <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><br />
<strong>タ</strong><strong>ー</strong>、 理 <strong>研</strong> RAL 支 所 や 国 内 の 大 強<br />
度 陽 子 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 施 設 (J-PARC) などに<br />
おいて、 陽 子 ・ 中 間 子 ・ミュオ<strong>ン</strong><br />
などを 用 いた 素 粒 子 ・ 原 子 核 ・ 物<br />
性 に 関 する <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行 っています。<br />
原 子 核 や 宇 宙 の 成 り 立 ちの <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行<br />
うとともに、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> に 必 要 な RI ビ<strong>ー</strong><br />
ムファクトリ<strong>ー</strong>の 重 イオ<strong>ン</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> や<br />
人 工 衛 星 などの 開 発 とその 利 用 支 援<br />
を 行 っています。<br />
How do protons and neutrons form<br />
a nucleus? What is the ultimate<br />
state of matter? These are the<br />
questions we hope to find answers<br />
to by studying nuclear and particle<br />
theory. They are effective probes to<br />
understand the most fundamental<br />
law of physics.<br />
Conducts experimental research<br />
on particles, atomic nuclei and<br />
solid state material using protons,<br />
mesons, muons, etc. at mainly two<br />
overseas research branches, the<br />
RIKEN BNL Research Center and the<br />
RIKEN Facility Office at RAL, and a<br />
domestic research facility, J-PARC.<br />
Conducts research to investigate the<br />
nature of nuclei and to unravel the<br />
mystery of the origin of the universe.<br />
Also engages in R&D of the heavy ion<br />
accelerator at the RI Beam Factory and<br />
satellites, and provides assistance with<br />
their applications.<br />
6
多 彩 な <strong>研</strong> <strong>究</strong> 分 野<br />
─ <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>の 組 織 図<br />
Organization<br />
子 <strong>ン</strong> 物 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Quantum Hadron Physics Laboratory<br />
子 理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Theoretical Nuclear Physics Laboratory<br />
<strong>ン</strong> 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Strangeness Nuclear Physics Laboratory<br />
理 物 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Mathematical Physics Laboratory<br />
初 田 <br />
Tetsuo Hatsuda<br />
中 務 孝<br />
Takashi Nakatsukasa<br />
子<br />
Emiko Hiyama<br />
本 幸 士<br />
Koji Hashimoto<br />
<br />
<br />
理 <br />
President RIKEN Ryoji Noyori<br />
理 <strong>研</strong> <strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><strong>ー</strong><strong>ン</strong><br />
Nishina Center Advisory Council<br />
理 <strong>研</strong> BL<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
RBRC Scientific Review Committee (SRC) Meeting<br />
RAL 所 <br />
Advisory Committee for the RIKEN-RAL Muon Facility<br />
理 <strong>研</strong> BL<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 理 <br />
RBRC Management Steering Committee(MSC)<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Nishina Center Planning Office<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
秀 人<br />
Nishina Center for Accelerator-Based Science Hideto Enyo<br />
理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> Theoretical Research<br />
<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長 : 初 田 <br />
Deputy Director:Tetsuo Hatsuda<br />
RIBF <strong>研</strong> <strong>究</strong> RIBF Research<br />
<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長 : 博 <br />
Deputy Director:Hiroyoshi Sakurai<br />
RIBF 施 設 共 用 コ<strong>ー</strong>ディネ<strong>ー</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>: 本 <br />
RIBF synergetic-use coordinator:Tohru Motobayashi<br />
特 問 :ウォル<strong>タ</strong><strong>ー</strong>・ヘニ<strong>ン</strong>グ<br />
Senior Advisor:Walter F. Henning<br />
特 問 : 野 安 重<br />
Senior Advisor:Yasushige Yano<br />
<br />
Scientific Policy Committee<br />
<br />
Program Advisory Committee<br />
<br />
Coordination Committee<br />
<br />
Safety Review Committee<br />
<strong>ン</strong><strong>タ</strong><br />
Machine Time Committee<br />
<br />
Public Relations Committee<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Radiation Laboratory<br />
秀 人<br />
Hideto Enyo<br />
子 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
彦<br />
Advanced Meson Science Laboratory Masahiko Iwasaki<br />
理 <strong>研</strong> BL <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> サミュエル・アロ<strong>ン</strong>ソ<strong>ン</strong><br />
RIKEN BNL Research Center Samuel H. Aronson<br />
RAL 所<br />
RIKEN Facility Office at RAL<br />
RI 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Radioactive Isotope Physics Laboratory<br />
<strong>ン</strong><strong>ン</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Spin isospin Laboratory<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Nuclear Spectroscopy Laboratory<br />
<strong>ー</strong> 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
High Energy Astrophysics Laboratory<br />
<strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <br />
Astro-Glaciology Research Unit<br />
素 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>ー</strong><br />
Research Group for Superheavy Element<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部<br />
Accelerator Group<br />
室<br />
Instrumentation Development Group<br />
理 室<br />
Research Instruments Group<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Accelerator Applications Research Group<br />
フィリップ・キ<strong>ン</strong>グ<br />
Philip KING<br />
博 <br />
Hiroyoshi Sakurai<br />
上 坂 <br />
Tomohiro Uesaka<br />
上 野 秀 樹<br />
Hideki Ueno<br />
玉 川 <br />
Toru Tamagawa<br />
子<br />
Yuko Motizuki<br />
森 田 浩 介<br />
Kosuke Morita<br />
上 外 一<br />
Osamu Kamigaito<br />
部 長 : 奥 野 広 樹 ( 大 強 度 化 担 当 )/<br />
福 西 暢 尚 ( 高 安 定 化 担 当 )/<br />
<strong>加</strong> 瀬 昌 之 ( 効 率 的 施 設 運 転 担 当 )<br />
Deputy Director: Hiroki OKUNO (Intensity Upgrade),<br />
Nobuhisa FUKUNISHI (Stable and Efficient Operation),<br />
Masayuki KASE (Charge of Energy-Efficiency Management)<br />
若 杉 昌 徳<br />
Masanori Wakasugi<br />
久 保 敏 幸<br />
Toshiyuki Kubo<br />
阿 部 知 子<br />
Tomoko Abe<br />
部<br />
英 行<br />
User Liaison and Industrial Cooperation Group Hideyuki Sakai<br />
部 長 : 上 野 秀 樹 ( 共 用 促 進 担 当 )<br />
Deputy Director: Hideki UENO(User Support)<br />
室<br />
上 <br />
Safety Management Group Yoshitomo Uwamino<br />
<br />
<br />
理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>ー</strong><br />
ラリ<strong>ー</strong>・マクラレ<strong>ン</strong><br />
Theory Group<br />
Larry McLerran<br />
物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>ー</strong><br />
出 渕 卓<br />
Computing Group<br />
Taku Izubuchi<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>ー</strong><br />
秋 葉 康 之<br />
Experimental Group<br />
Yasuyuki Akiba<br />
<br />
<br />
素 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>ー</strong><br />
Superheavy Element Production Team<br />
素 <strong>ー</strong><br />
Superheavy Element Research Device Development Team<br />
森 田 浩 介<br />
Kosuke Morita<br />
森 本 幸 司<br />
Kouji Morimoto<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 化 <strong>ー</strong><br />
Accelerator R&D Team<br />
奥 野 広 樹<br />
Hiroki Okuno<br />
<strong>ン</strong><strong>ー</strong><br />
Ion Source Team<br />
中 川 孝 秀<br />
Takahide Nakagawa<br />
<strong>ー</strong><br />
RILAC Team<br />
池 沢 英 二<br />
Eiji Ikezawa<br />
<strong>ン</strong><strong>ー</strong><br />
Cyclotron Team<br />
坂 本 成 彦<br />
Naruhiko Sakamoto<br />
<strong>ー</strong><br />
Beam Dynamics & Diagnostics Team<br />
福 西 暢 尚<br />
Nobuhisa Fukunishi<br />
<strong>ー</strong><br />
奥 野 広 樹<br />
Cryogenic Technology Team<br />
Hiroki Okuno<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>ー</strong><br />
<strong>加</strong> 瀬 昌 之<br />
Infrastructure Management Team Masayuki Kase<br />
<strong>速</strong> RI<strong>ー</strong><strong>ー</strong><br />
和 田 道 治<br />
SLOWRI Team<br />
Michiharu Wada<br />
<strong>ー</strong><br />
若 杉 昌 徳<br />
Rare RI-ring Team<br />
Masanori Wakasugi<br />
RI 子 <strong>ー</strong><br />
若 杉 昌 徳<br />
SCRIT Team<br />
Masanori Wakasugi<br />
RI<strong>ー</strong><strong>ー</strong><br />
吉 田 光 一<br />
BigRIPS Team<br />
Koichi Yoshida<br />
粒 子 <strong>ー</strong><br />
佐 藤 広 海<br />
SAMURAI Team<br />
Hiromi Sato<br />
理 <strong>ー</strong><br />
市 原 卓<br />
Computing and Network Team Takashi Ichihara<br />
<strong>ー</strong><br />
久 保 敏 幸<br />
Detector Team<br />
Toshiyuki Kubo<br />
物 <strong>ー</strong><br />
阿 部 知 子<br />
Radiation Biology Team<br />
Tomoko Abe<br />
RI<strong>ー</strong><br />
羽 場 宏 光<br />
RI Applications Team<br />
Hiromitsu Haba<br />
<strong>ー</strong><br />
米 田 健 一 郎<br />
User Support Office<br />
Ken-ichiro Yoneda<br />
<strong>ー</strong><br />
吉 田 敦<br />
Industrial Cooperation Team Atsushi Yoshida<br />
7
世 界 中 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 機 関 との <strong>研</strong> <strong>究</strong> 協 力<br />
International & Domestic Collaboration<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong>は 2013 年 度 現 在 、 国 内 では 16、 国 外<br />
では 18 カ 国 37 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 協 力 協 定 を 結 んでいます。<br />
ワ<strong>ー</strong>クショップやシ<strong>ン</strong>ポジウムの 開 催 、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 の 交<br />
流 、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 や 装 置 を 受 入 れて 行 う 共 同 <strong>研</strong> <strong>究</strong> などを 目<br />
的 としています。 他 に、 学 生 等 を 受 入 れて 行 う 人 材<br />
育 成 を 含 むものもあります。 また、 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> を 用 いた<br />
原 子 核 <strong>研</strong> <strong>究</strong> について 日 本 を 代 表 して 協 定 を 締 結 して<br />
います。<br />
As of 2011, the Nishina Center has 16 domestic research<br />
collaborations and 28 international collaboration<br />
agreements with major institutions and universities in 14<br />
countries across the globe. The purpose of the collaboration<br />
is to actively support research collaborations by hosting<br />
workshops and symposia, promoting the exchange of<br />
researchers, and conducting collaborative experiment.<br />
The collaboration also aims to enhance human resources<br />
development by accepting students from worldwide.<br />
The Nishina Center represents the nuclear physics<br />
community in Japan in concluding international<br />
collaboration agreements in the field of nuclear research<br />
using accelerator.<br />
主 な 国 内 の 連 携 先<br />
Domestic Collaboration<br />
学 学 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
<br />
学 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
<br />
<br />
学 学 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
<br />
学 <br />
子 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
学 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
<strong>ン</strong><strong>ー</strong><strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
<strong>ー</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <br />
素 粒 子 子 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
物 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所 <br />
PARC<br />
<br />
学 学 理 物 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong> <br />
学 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
<br />
学 学 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
<br />
学 学 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
<br />
学 学 <br />
理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong><br />
理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong> 子 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>科</strong> <strong>ン</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
<br />
8
国 際 連 携<br />
International Collaboration<br />
GSI<br />
TUM MPG<br />
CERN<br />
PSI<br />
RAL<br />
IFJ PAN UJ<br />
ATOMKI<br />
JINR<br />
KI<br />
IMP,CAS<br />
LNZ<br />
CNPS<br />
PKU<br />
CARN<br />
IN2P3<br />
GANIL<br />
ECT<br />
EGP<br />
ENEA<br />
INRNE<br />
INFN USM<br />
ITB<br />
ITS<br />
UNPAD<br />
UGM<br />
APCTP<br />
SNU<br />
IBS,RISP<br />
NAJ<br />
SJTU<br />
VAEC<br />
TRIUMF<br />
MSU<br />
BNL<br />
CU<br />
略 称<br />
Abbreviation<br />
ATOMKI<br />
BNL<br />
CARN<br />
CERN<br />
CNPS<br />
CU<br />
ECT<br />
EGP<br />
ENEA<br />
GANIL<br />
GSI<br />
IBS, RISP<br />
IFJ PAN<br />
IMP, CAS<br />
IN2P3<br />
INFN<br />
INRNE<br />
ITB<br />
締 結 機 関 名 称<br />
Collaborating Institutions<br />
<strong>科</strong> 学 アカデミ<strong>ー</strong>・ 原 子 核 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Institute of Nuclear Research of the Hungarian Academy<br />
of Sciences<br />
ブルックヘブ<strong>ン</strong> 国 立 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Brookhaven National Laboratory<br />
カ<strong>ン</strong> 大 学<br />
Carn University<br />
欧 州 合 同 原 子 核 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 機 関<br />
European Organization for Nuclear Research<br />
中 国 核 物 理 協 会<br />
Council for China<br />
コロ<strong>ン</strong>ビア 大 学<br />
Columbia University<br />
欧 州 原 子 核 物 理 学 理 論 <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
European Centre for Theoretical Studies in Nuclear<br />
Physics and Related Areas<br />
欧 州 ガ<strong>ン</strong>マ 線 検 出 <strong>器</strong> 委 員 会<br />
European Gamma-Ray Spectroscopy Pool<br />
国 立 エネルギ<strong>ー</strong> <strong>科</strong> 学 新 技 術 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
National Institute for New Technologies, Energy and<br />
Environment<br />
国 立 重 イオ<strong>ン</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 施 設<br />
Grand Accelerateur National D’Ions Lourds<br />
ドイツ 重 イオ<strong>ン</strong> <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH<br />
基 礎 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 院 RI <strong>科</strong> 学 プロジェクト<br />
Institute for Basic Science, Rare Isotope Science Project<br />
<strong>科</strong> 学 アカデミ<strong>ー</strong>・ 原 子 核 物 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Henrik Niewodniczanski Institute of Nuclear Physics,<br />
Polish Academy of Sciences<br />
中 国 <strong>科</strong> 学 院 近 代 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Science<br />
国 立 核 物 理 素 粒 子 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 機 関<br />
National Institute of Nuclear Physics and Particle<br />
Physics<br />
国 立 核 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Natinal Institute of Nuclear Physics<br />
<strong>科</strong> 学 アカデミ<strong>ー</strong> 原 子 力 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy<br />
バ<strong>ン</strong>ド<strong>ン</strong> 工 <strong>科</strong> 大 学<br />
Institut Teknologi Bandung<br />
国<br />
Country<br />
ハ<strong>ン</strong>ガリ<strong>ー</strong><br />
Hungary<br />
アメリカ<br />
USA<br />
フラ<strong>ン</strong>ス<br />
France<br />
欧 州 連 合<br />
EU<br />
中 国<br />
China<br />
アメリカ<br />
USA<br />
欧 州 連 合<br />
EU<br />
欧 州 連 合<br />
EU<br />
イ<strong>タ</strong>リア<br />
Italy<br />
フラ<strong>ン</strong>ス<br />
France<br />
ドイツ<br />
Germany<br />
韓 国<br />
Korea<br />
ポ<strong>ー</strong>ラ<strong>ン</strong>ド<br />
Poland<br />
中 国<br />
China<br />
フラ<strong>ン</strong>ス<br />
France<br />
イ<strong>タ</strong>リア<br />
Italy<br />
ブルガリア<br />
Bulgar<br />
イ<strong>ン</strong>ドネシア<br />
Indonesia<br />
略 称<br />
Abbreviation<br />
ITS<br />
JINR<br />
KI<br />
LNZ<br />
MSU<br />
MPG<br />
NAJ<br />
PKU<br />
PSI<br />
RAL<br />
SJTU<br />
SNU<br />
TRIUMF<br />
TUM<br />
UGM<br />
UJ<br />
USM<br />
UNPAD<br />
VAEC<br />
締 結 機 関 名 称<br />
Collaborating Institutions<br />
スラバヤ 大 学<br />
Institut Teknologi Sepuluh Nopember<br />
核 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 合 同 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Joint Institute for Nuclear Research<br />
クルチャトフ <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Kurchatov Institute<br />
蘭 州 大 学<br />
Lanzhou University<br />
ミシガ<strong>ン</strong> 州 立 大 学<br />
Michigan State University<br />
マックスプラ<strong>ン</strong>ク 協 会<br />
Max Planck Institute<br />
南 京 大 学<br />
Nanjing University<br />
北 京 大 学<br />
Peking University<br />
ポ<strong>ー</strong>ル・シェラ<strong>ー</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
Paul Scherrer Institute<br />
ラザフォ<strong>ー</strong>ドアップルト<strong>ン</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所 、SFTC<br />
Rutherford Appleton Laboratory, SFTC<br />
上 海 交 通 大 学<br />
Shanghai Jiao Tong University<br />
ソウル 大 学 校<br />
Seoul National University<br />
TRIUMF <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
TRIUMF<br />
ミュ<strong>ン</strong>ヘ<strong>ン</strong> 工 <strong>科</strong> 大 学<br />
Technische Universitat Munchen<br />
ガジャ・マダ 大 学<br />
Universitas Gadjah Mada<br />
ユバスキラ 大 学<br />
University of Jyvaskyla<br />
マレ<strong>ー</strong>シア <strong>科</strong> 学 大 学<br />
Universiti Sains Malaysia<br />
パジャジャラ<strong>ン</strong> 大 学<br />
Universitas Padjadjaran<br />
ベトナム 原 子 力 委 員 会<br />
Vietnam Academy of Science and Technology<br />
国<br />
Country<br />
イ<strong>ン</strong>ドネシア<br />
Indonesia<br />
ロシア<br />
Russia<br />
ロシア<br />
Russia<br />
中 国<br />
China<br />
アメリカ<br />
USA<br />
ドイツ<br />
Germany<br />
中 国<br />
China<br />
中 国<br />
China<br />
スイス<br />
Swiss<br />
イギリス<br />
UK<br />
中 国<br />
China<br />
韓 国<br />
Koria<br />
カナダ<br />
Canada<br />
ドイツ<br />
Germany<br />
イ<strong>ン</strong>ドネシア<br />
Indonesia<br />
フィ<strong>ン</strong>ラ<strong>ン</strong>ド<br />
Finland<br />
マレ<strong>ー</strong>シア<br />
Malaysia<br />
イ<strong>ン</strong>ドネシア<br />
Indonesia<br />
ベトナム<br />
Vietnam<br />
9
私 たちの 使 命<br />
Our Mission<br />
原 子 核 と 素 粒 子 の 実 体 の <strong>究</strong> 明<br />
Investigate the Nature of Nuclei and Particles<br />
元 素 誕 生 の 謎 の 解 明<br />
Unravel the Mystery of the Origin of Elements<br />
新 しい 産 業 利 用 の 開 拓<br />
Explore New Industrial Applications
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
11
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
我 々の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 では、 少 数 個 のクォ<strong>ー</strong>ク 束 縛 系 ( 陽 子 ・ 中<br />
性 子 やそれらの 相 互 作 用 ) から、 大 量 のクォ<strong>ー</strong>ク 集 合 体<br />
( 中 性 子 星 深 部 の 高 密 度 状 態 で 存 在 すると 考 えられる )、<br />
そして 大 量 のクォ<strong>ー</strong>ク- 反 クォ<strong>ー</strong>ク 集 合 体 ( クォ<strong>ー</strong>ク・<br />
グルオ<strong>ン</strong>・プラズマと 呼 ばれ、 宇 宙 初 期 の 高 温 状 態 で<br />
存 在 していたと 考 えられる ) までを、ゲ<strong>ー</strong>ジ 場 の 量 子 論<br />
に 基 礎 を 置 く 解 析 的 アプロ<strong>ー</strong>チと 数 値 シミュレ<strong>ー</strong>ショ<br />
<strong>ン</strong>を 併 用 して 理 論 的 に <strong>研</strong> <strong>究</strong> しています。さらに、QCD、<br />
冷 却 フェルミ 原 子 気 体 、グラフィ<strong>ー</strong><strong>ン</strong>などに 共 通 して<br />
現 れる 強 相 関 現 象 に 関 する 理 論 的 <strong>研</strong> <strong>究</strong> も 行 っています。<br />
Atomic nuclei are made of protons and neutrons bound<br />
by the exchange of Yukawa's pion and other mesons.<br />
Also, protons and neutrons are made of quarks bound<br />
by the exchange of gluons. These strong interactions<br />
are governed by the non-Abelian gauge theory called<br />
the quantum chromodynamics (QCD). On the basis of<br />
theoretical and numerical analyses of QCD, we study<br />
the interactions between the nucleons, properties<br />
of the dense quark matter realized at the center<br />
of neutron stars, and properties of the hot quarkgluon<br />
plasma realized in the early Universe. Strong<br />
correlations common in QCD, graphene and cold<br />
fermionic atoms are also studied theoretically.<br />
初 田 量 子 ハドロ<strong>ン</strong> 物 理 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Quantum Hadron Physics Laboratory<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Chief Scientist<br />
初 田 哲 男 (D.Sci.)<br />
Tetsuo HATSUDA<br />
中 務 原 子 核 理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Theoretical Nuclear Physics Laboratory<br />
准 主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Associate Chief Scientist<br />
中 務 孝 (D.Sci.)<br />
Takashi NATSUKASA<br />
陽 子 ・ 中 性 子 の 量 子 多 体 系 である 原 子 核 の 構 造 を 解 明 し、その 反 応 機 構 を 記<br />
述 する 理 論 の 開 発 を 行 なっています。 原 子 核 の 性 質 を 解 明 することは、 物 質<br />
の 質 量 、 核 エネルギ<strong>ー</strong>の 源 、 元 素 の 誕 生 と 星 の 進 化 などを 理 解 することに 直<br />
結 します。RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>で 人 工 生 成 される 未 知 の 原 子 核 に 関 する 予<br />
言 、 新 現 象 の 機 構 解 明 も 中 心 的 な <strong>研</strong> <strong>究</strong> テ<strong>ー</strong>マであり、そのための 計 算 <strong>科</strong> 学 の<br />
発 展 を 積 極 的 に 推 進 しています。<br />
We are developing theories to elucidate the structure of atomic nuclei, which<br />
are quantum many-bodied systems of protons and neutrons, and to account<br />
for the mechanisms of nuclear reaction. The characteristics of atomic nuclei<br />
ties directly into the understanding of the mass of matter, the source of<br />
nuclear energy, the birth of the elements, and the evolution of the stars,<br />
among other things. Predictions of new phenomena and studies about the<br />
unknowns of atomic nuclei artificially created with the RI Beam Factory are<br />
core themes of the research and we are actively pursuing the development<br />
of computational science to that end.<br />
12
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
肥 山 ストレ<strong>ン</strong>ジネス 核 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Strangeness Nuclear Physics Laboratory<br />
准 主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Associate Chief Scientist<br />
肥 山 詠 美 子 (D.Sci.)<br />
Emiko HIYAMA<br />
陽 子 、 中 性 子 の 仲 間 である 重 粒 子 には、ストレ<strong>ン</strong>ジネス(S)を<br />
持 つラムダ 粒 子 、シグマ 粒 子 、グザイ 粒 子 などがあり、ハイペロ<br />
<strong>ン</strong>と 呼 ばれます。このハイペロ<strong>ン</strong>と 陽 子 、 中 性 子 とで 構 成 される<br />
原 子 核 がハイパ<strong>ー</strong> 核 です。このハイパ<strong>ー</strong> 核 を 量 子 力 学 的 3 体 ・4<br />
体 問 題 の 観 点 から 構 造 <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行 うことにより、ハイペロ<strong>ン</strong>と 核 子<br />
間 の 相 互 作 用 の 統 一 的 理 解 を 目 指 しています。<br />
Baryons, the particle family to which protons and neutrons<br />
belong, also include lambda particles, sigma particles, and<br />
xi particles, which possess the property of strangeness (S)<br />
and are called hyperons. Atomic nuclei consisting of these<br />
hyperons, protons, and neutrons are hypernuclei. Our goal is to<br />
gain a unified understanding of the mutual interactions between<br />
hyperons and nuclear particles by studying the structure of these<br />
hypernuclei from the viewpoint of the three-bodied and fourbodied<br />
problems of quantum mechanics.<br />
橋 本 数 理 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Mathematical Physics Laboratory<br />
准 主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Associate Chief Scientist<br />
橋 本 幸 士 (D.Sci.)<br />
Koji HASHIMOTO<br />
物 理 学 における 数 理 的 な 側 面 は、 多 岐 に 渡 る 物 理 学 の 横 断 的 な 理 解 、そし<br />
て 新 しい 発 見 に 欠 かせないものです。 当 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 では、 超 弦 理 論 の 数 理 とそ<br />
の 応 用 を 中 心 として、 素 粒 子 理 論 と 原 子 核 理 論 、そしてその 周 辺 の 理 論 物<br />
理 学 を <strong>研</strong> <strong>究</strong> しています。 超 弦 理 論 は 重 力 と 量 子 力 学 を 統 一 的 に 記 述 できる<br />
数 理 体 系 です。 宇 宙 と 素 粒 子 の 本 質 の 理 解 に 向 けて、また、 様 々な 物 理 理<br />
論 の 新 しい 側 面 の 発 見 に 向 けて、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行 っています。<br />
A mathematical perspective on physics is indispensable to achieving<br />
a multilateral understanding of physics and new discoveries. At this<br />
research facility, we are investigating subnuclear particle theory,<br />
nuclear theory, and peripheral theoretical physics, central to the<br />
mathematics of superstring theory and its applications. Superstring<br />
theory is a mathematical system that can provide an integrated<br />
description of gravity and quantum mechanics. We are undertaking<br />
research to gain an understanding of the essential nature of the<br />
universe and elementary particles and to discover new perspectives<br />
on the many different theories in physics.<br />
13
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
延 與 放 射 線 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Radiation Laboratory<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Chief Scientist<br />
延 與 秀 人 (D.Sci.)<br />
Hideto EN'YO<br />
宇 宙 の 開 闢 ビックバ<strong>ン</strong>の 直 後 、クォ<strong>ー</strong>クとグル<strong>ー</strong>オ<strong>ン</strong>のプラズマ 状 態<br />
が 生 まれました。それが 冷 える 過 程 で、 中 間 子 が 生 成 され、 陽 子 と 中<br />
性 子 が 誕 生 します。 質 量 の 99% もこの 時 期 に 形 成 されました。 私 た<br />
ちの 興 味 はこれらの 過 程 を 理 解 することです。 理 <strong>研</strong> BNL <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
をはじめとする 国 内 外 の <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> を 利 用 した <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 主 軸 に、 高 度 な 測 定<br />
<strong>器</strong> 開 発 から 大 型 解 析 システムの 構 築 にいたるまで、 幅 広 い <strong>研</strong> <strong>究</strong> 活 動 を<br />
進 めています。<br />
Quark-gluon plasma was created in the immediate aftermath of the<br />
Big Bang, which created the universe. As this cooled, mesons were<br />
generated, and protons and neutrons came into being. Ninety-nine<br />
percent of mass was also generated during this period. To study the<br />
physics behind there process we are pursuing a variety of research<br />
activities using accelerators at the Riken BNL Research Center and<br />
other domestic and overseas research facilities, which includes<br />
technological developments such as high-grade measuring devices<br />
and large-scale computer systems for data analysis.<br />
湯 川 秀 樹 博 士 が 予 言 した π 中 間 子 や、より 重 い<br />
ストレ<strong>ン</strong>ジクォ<strong>ー</strong>クを 含 んだ K 中 間 子 を「 不 純<br />
物 」として 原 子 核 に 埋 め 込 むことにより、これま<br />
でに 知 られていなかった 原 子 核 の 不 思 議 な 性 質 が<br />
見 えてきます。また、π 中 間 子 が 壊 れてできるミュ<br />
オ<strong>ン</strong>はミクロ 磁 気 プロ<strong>ー</strong>ブとして 物 質 <strong>研</strong> <strong>究</strong> に 役 立<br />
ち、 水 素 同 位 体 中 では 核 融 合 を 引 き 起 こす、 極 め<br />
て 有 用 で 魅 力 的 な 素 粒 子 です。 私 たちはこれら 素<br />
粒 子 を 用 いて、 物 性 から 原 子 核 まで 幅 広 い <strong>研</strong> <strong>究</strong> を<br />
行 っています。<br />
Embedding kaons, which incorporate the pions<br />
and heavier strange quarks predicted by Hideki<br />
Yukawa, PhD, in atomic nuclei as "impurities"<br />
enables us to discern heretofore unknown and<br />
incredible characteristics of atomic nuclei.<br />
Moreover, muons, which can be derived from<br />
the decay of pions and serve as microscopic<br />
magnetic probes, are useful in researching<br />
matter. Muons catalyze nuclear fusion in<br />
hydrogen isotopes and are extremely valuable<br />
and fascinating elementary particles. We are<br />
using these elementary particles to conduct a<br />
wide variety of research ranging from physical<br />
properties to atomic nuclei.<br />
岩 崎 先 端 中 間 子 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Advanced Meson Science Laboratory<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員 Chief Scientist<br />
岩 崎 雅 彦 (D.Sci.)<br />
Masahiko IWASAKI<br />
14
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
理 <strong>研</strong> BNL <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
RIKEN BNL Research Center<br />
理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> グル<strong>ー</strong>プ<br />
Theory Group<br />
ラリ<strong>ー</strong>・マクラレ<strong>ン</strong> (D. Sci) Larry McLerran<br />
実 験 <strong>研</strong> <strong>究</strong> グル<strong>ー</strong>プ<br />
Experimental Group<br />
秋 葉 康 之 (D. Sci) Yasuyuki Akiba<br />
計 算 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> グル<strong>ー</strong>プ<br />
Computing Group<br />
出 渕 卓 (D.Sci) Taku Izubuchi<br />
米 国 ブルックヘブ<strong>ン</strong> 国 立 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所 (BNL) において、 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> RHIC と 世 界<br />
最 <strong>速</strong> の 専 用 計 算 機 を 駆 使 し、クォ<strong>ー</strong>クとグル<strong>ー</strong>オ<strong>ン</strong>の 物 理 を <strong>研</strong> <strong>究</strong> して<br />
います。RHIC は 世 界 で 初 めて 偏 極 陽 子 や 重 イオ<strong>ン</strong>の 高 エネルギ<strong>ー</strong> 衝 突<br />
を 実 現 した <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> です。 特 に 偏 極 陽 子 の 衝 突 実 験 では、 陽 子 の 中 に 閉<br />
じこめられたクォ<strong>ー</strong>クとグル<strong>ー</strong>オ<strong>ン</strong>の 様 子 を 調 べ、 陽 子 スピ<strong>ン</strong>の 起 源<br />
の 解 明 に 挑 戦 します。<br />
<strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong> 長<br />
Director<br />
サミュエル・アロ<strong>ン</strong>ソ<strong>ン</strong>(Ph.D)<br />
Samuel H. Aronson<br />
At the Brookhaven National Laboratory in the U.S., we are studying the<br />
physics of quarks and gluons using the RHIC (Relativistic Heavy Ion<br />
Collider) accelerator and the world’s fastest dedicated computer. RHIC<br />
is the first accelerator in the world to achieve high-energy collision of<br />
polarized protons and heavy ions. We are specifically investigating<br />
the state of quarks and gluons bound inside protons through the<br />
experimental collision of polarized protons, and are working to<br />
elucidate the source of the proton spin.<br />
RAL 支 所<br />
RIKEN Facility Office at RAL<br />
素 粒 子 物 性 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部 門<br />
Sub Nuclear System Research Division<br />
支 所 長 Director<br />
フィリップ・キ<strong>ン</strong>グ(Ph.D)<br />
Philip KING<br />
英 国 ラザフォ<strong>ー</strong>ドアップルト<strong>ン</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所 (RAL) に 理 <strong>研</strong> -RAL ミュオ<strong>ン</strong> 施<br />
設 を 建 設 し、ミュオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong>ムの 応 用 <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行 っています。RAL の <strong>加</strong> <strong>速</strong><br />
<strong>器</strong> ISIS から 供 給 される 陽 子 ビ<strong>ー</strong>ムから 大 強 度 のパルス 状 ミュオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong><br />
ムを 生 成 し、ミュオ<strong>ン</strong> 触 媒 核 融 合 <strong>研</strong> <strong>究</strong> やミュオ<strong>ン</strong>スピ<strong>ン</strong> 共 鳴 法 を 用 い<br />
た 物 性 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 、 表 面 界 面 物 理 に 応 用 する 超 低 エネルギ<strong>ー</strong>ミュオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong>ム<br />
発 生 <strong>研</strong> <strong>究</strong> などが 活 発 に 進 められています。<br />
We have built the Riken Muon Facility at the Rutherford Appleton<br />
Laboratory (RAL) in the U.K. and are conducting applied research with<br />
the muon beam. The high intensity pulsed muon beam is generated<br />
from the proton beam produced by the RAL ISIS accelerator at the<br />
facility and we are conducting research on muon-catalyzed nuclear<br />
fusion and physical properties using the muon spin resonance<br />
technique.<br />
15
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
櫻 井 RI 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Radioactive Isotope Physics Laboratory<br />
天 然 に 安 定 に 存 在 する 原 子 核 に 比 べ 陽 子 や 中 性 子 が 極 端 に<br />
多 い、 人 類 がまだ 見 ぬ 不 安 定 核 を 生 成 し、そのエキゾチッ<br />
クな 核 構 造 ・ダイナミクスを 調 べあげることが 私 たちの <strong>研</strong><br />
<strong>究</strong> テ<strong>ー</strong>マです。 高 <strong>速</strong> 不 安 定 核 ビ<strong>ー</strong>ムに 適 した 新 手 法 ・ 検 出<br />
<strong>器</strong> の 開 発 に、 果 敢 にかつゲリラ 的 に 挑 戦 することで、 予 想<br />
を 超 える 新 現 象 ・ 性 質 を 発 見 することを 目 指 します。 元 素<br />
の 起 源 や 中 性 子 星 の 内 部 構 造 にも 関 連 する、 非 対 称 核 物 質<br />
の 状 態 方 程 式 の 解 明 にも 挑 みます。<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員<br />
Chief Scientist<br />
櫻 井 博 儀 (D.Sci.)<br />
Hiroyoshi Sakurai<br />
Investigating the dynamics of the exotic nuclear<br />
structure of unstable nuclides with extreme imbalances<br />
of protons and neutrons never before seen by<br />
humankind is the theme of our research. Our goal<br />
is to discover unexpected new phenomena and<br />
properties by employing bold and guerilla-like tactics<br />
in the development of new methodology and detection<br />
devices suitable for high-speed unstable nuclear beams. We will also<br />
attempt to elucidate the state equation of asymmetric nuclear matter,<br />
which is also related to the origin of the elements and the internal<br />
composition of neutron stars.<br />
上 坂 スピ<strong>ン</strong>・アイソスピ<strong>ン</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Spin isospin Laboratory<br />
原 子 核 はハドロ<strong>ン</strong>の 有 限 量 子 多 体 系 であり、 強 い 相 互 作 用 に 司 られた<br />
自 己 組 織 化 系 です。 数 千 種 に 及 ぶ 原 子 核 の 世 界 において、 多 様 性 と 規<br />
則 性 がどのようなメカニズムを 通 じて 発 現 するのか ? 我 々の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 で<br />
は、そのメカニズムを RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>で 得 られる 多 種 多 彩 な 不<br />
安 定 核 の 実 験 <strong>研</strong> <strong>究</strong> から 解 明 していきます。 特 にスピ<strong>ン</strong> 及 びアイソスピ<br />
<strong>ン</strong>という 自 然 界 の 対 称 性 を 具 現 する 物 理 量 を 駆 使 した 新 しい 実 験 手 法<br />
を 開 発 し、 従 来 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> では 到 達 できなかった 新 状 態 を 生 成 したり、 抽<br />
出 できなかった 情 報 を 引 き 出 すことを、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> の 特 徴 としています。 現<br />
在 は、 原 子 核 系 を 特 徴 づける 魔 法 数 が 安 定 線 から 離 れた 領 域 で 発 現 ・<br />
消 失 する 現 象 を 解 明 するため、スピ<strong>ン</strong> 偏 極 陽<br />
子 を 用 いた <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 進 めています。<br />
A nucleus is a finite-body quantum system of hadrons and is a selforganizing<br />
system governed by the strong interaction. How do "variety"<br />
and "regularity" develop and coexist in the nuclear world? We are<br />
aiming at clarifying its mechanism through experimental studies of<br />
radio-active nuclei produced at the RI Beam Factory. In particular, the<br />
Spin-Isisopn Laboratory pursues research activities putting focus on<br />
interplay of spin and isospin which are manifestations of symmetry of<br />
nature. We are, at present, performing experiments with spin-polarized<br />
protons to solve the magicity-loss problem appearing far from the<br />
beta-stability line.<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員<br />
Chief Scientist<br />
上 坂 友 洋 (D.Sci.)<br />
Tomohiro UESAKA<br />
16
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
上 野 核 分 光 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
Nuclear Spectroscopy Laboratory<br />
主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員<br />
Chief Scientist<br />
上 野 秀 樹 (D.Sci.)<br />
Hideki UENO<br />
核 スピ<strong>ン</strong> 偏 極 した RI ビ<strong>ー</strong>ムの 生 成 に 関 する 技 術 開 発 を 行 い、これをプ<br />
ロ<strong>ー</strong>ブとした 核 分 光 学 的 手 法 に 基 づき、 実 験 核 物 理 学 、 基 礎 物 理 学 、 及<br />
び 物 質 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 展 開 しています。その 際 、 個 々の RI がもつ 固 有 の 核<br />
スピ<strong>ン</strong>、 電 磁 モ<strong>ー</strong>メ<strong>ン</strong>ト、 崩 壊 様 式 などの 観 測 量 や 性 質 を 利 用 し、 物<br />
理 ・ 化 学 現 象 における 微 視 過 程 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 行 っています。 特 に、 核 スピ<br />
<strong>ン</strong> 偏 極 した RI から 放 出 される 放 射 線 がもつ 角 分 布 の 異 方 性 の 変 化 から、<br />
スピ<strong>ン</strong> 歳 差 や 磁 気 共 鳴 を 高 感 度 に 検 出 し 上 記 観 測 量 を 決 定 することで、<br />
遠 不 安 定 核 領 域 で 起 こる 新 奇 な 核 構 造 ・ 性 質 の 探 索 とそのメカニズム<br />
の 解 明 を 主 テ<strong>ー</strong>マとしています。<br />
The research group conducts studies on methods for the production<br />
of spin-controlled radioactive-isotope (RI) beams, and applies them<br />
to research in nuclear physics, fundamental physics, and materials<br />
science. In the process, microscopic investigation of physical and<br />
chemical processes is performed based on the technique of nuclear<br />
spectroscopy that takes advantage of intrinsic nuclear properties<br />
and phenomena utilizing a spin-controlled RI beam as a probe. In<br />
particular, anomalous nuclear structures and properties of far unstable<br />
nuclei are investigated as a central subject through the precession/<br />
resonance observation of an oriented nuclear spin under an external<br />
field via a change in the angular distribution of radiation.<br />
玉 川 高 エネルギ<strong>ー</strong> 宇 宙 物 理 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 室<br />
High Energy Astrophysics Laboratory<br />
准 主 任 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 員<br />
玉 川 徹 (D.Sci.)<br />
Toru TAMAGAWA<br />
Associate Chief Scientist<br />
宇 宙 の 始 まりであるビッグバ<strong>ン</strong>の 直 後 は、 水 素 とヘリウムしか 存 在 し<br />
ませんでしたが、 星 の 内 部 の 核 融 合 や 超 新 星 爆 発 により、 宇 宙 は 137<br />
億 年 かけて、 現 在 の 多 様 な 元 素 に 満 ち 溢 れた 世 界 に 進 化 しました。わ<br />
れわれは 人 工 衛 星 を 用 い、 天 体 からの X 線 ・ガ<strong>ン</strong>マ 線 を 観 測 すること<br />
により、 元 素 が 創 生 される、まさにその 現 場 を 観 測 しています。 <strong>加</strong> <strong>速</strong><br />
<strong>器</strong> を 用 いた 原 子 核 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> と 合 わせ、 宇 宙 における 元 素 合 成 のシナリオ<br />
を 完 全 に 解 明 することを 目 指 します。<br />
In the immediate aftermath of the Big Bang, the beginning of the<br />
universe, only hydrogen and helium existed. However, nuclear fusion<br />
in the interior of stars and the explosion of supernovae in the universe<br />
over the course of 13.7 billion years led to the evolution of a world<br />
brimming with the many different elements we have today. By using<br />
man-made satellites to observe x-rays and gamma rays emitted from<br />
celestial bodies, we are observing the creation of the elements at their<br />
actual source. Our goal is to comprehensively elucidate the scenarios<br />
for the formation of the elements in the universe, together with our<br />
research on atomic nuclei through the use of an accelerator.<br />
17
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
望 月 雪 氷 宇 宙 <strong>科</strong> 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> ユニット<br />
Astro-Glaciology Research Unit<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> ユニットリ<strong>ー</strong>ダ<strong>ー</strong> Research Unit Leader<br />
望 月 優 子 (D.Sci.)<br />
Yuko MOTIZUKI<br />
巨 大 太 陽 フレアや 超 新 星 爆 発 といった 天 体 現 象 が 地 球 の 成 層 圏 の 化 学<br />
組 成 へ 与 える 影 響 と、 超 新 星 爆 発 における 重 元 素 合 成 を 理 論 的 にシミュ<br />
レ<strong>ー</strong>トします。あわせて 過 去 の 大 気 情 報 を 保 存 している 南 極 氷 床 コア<br />
のイオ<strong>ン</strong>・ 同 位 体 分 析 を 推 進 します。これらの 理 論 <strong>研</strong> <strong>究</strong> と 実 験 <strong>研</strong> <strong>究</strong> と<br />
を 組 み 合 わせ、 太 陽 活 動 と 気 候 変 動 との 相 関 、ならびに 氷 床 コア 中 の<br />
銀 河 系 内 超 新 星 爆 発 の 痕 跡 を 探 ります。 我 々の 銀 河 系 内 の 超 新 星 爆 発<br />
頻 度 がわかれば、まだ 未 解 明 の 宇 宙 での 重 元 素 の 合 成 に 大 きな 制 約 を<br />
つけることができます。<br />
Our research unit is engaged in simulating nucleosynthesis in corecollapse<br />
supernovae and the impact of astronomical phenomena such<br />
as a giant solar flare and a supernova on the chemical composition in<br />
the stratosphere. We also analyze ionic and isotopic concentrations of<br />
Antarctic ice cores preserving atmospheric information in the past. By<br />
combining these theoretical and experimental studies, we investigate<br />
the correlation between solar activity and climate change, and seek<br />
the galactic supernova rate ultimately.<br />
グル<strong>ー</strong>プディレク<strong>タ</strong><strong>ー</strong> Group Director<br />
森 田 浩 介 (D.Sci.)<br />
Kosuke MORITA<br />
自 然 界 では 原 子 番 号 94 番 までの 元 素 が 発 見 されましたが、それ 以 上<br />
の 原 子 番 号 をもつ 元 素 は、 核 反 応 を 用 いて 人 工 的 に 合 成 され、 確 認 さ<br />
れてきました。 人 工 合 成 されたものも 含 め、 物 質 は 約 100 種 類 の 元 素<br />
で 成 り 立 っています。 私 たちは、 未 発 見 元 素 や 未 知 核 種 を 探 索 し、 核<br />
図 表 と 周 期 表 を 拡 大 します。 新 元 素 の 発 見 によって 日 本 発 の 元 素 名 を<br />
提 案 できる 日 も 近 いと 考 えています。<br />
Elements having atomic numbers up to 94 have been discovered in<br />
the natural world, but elements possessing atomic numbers greater<br />
than 94 have been artificially synthesized and verified using nuclear<br />
reactions. Matter is made up of about 100 different elements, including<br />
those artificially synthesized. We will expand the nuclear diagram<br />
and the periodic table through our quest after as yet undiscovered<br />
elements and unknown nuclides. We also believe that the day is near<br />
when we will be able to propose an element name originating in Japan.<br />
超 重 元 素 <strong>研</strong> <strong>究</strong> グル<strong>ー</strong>プ<br />
Research Group for Superheavy Element<br />
超 重 元 素 合 成 <strong>研</strong> <strong>究</strong> チ<strong>ー</strong>ム<br />
Superheavy Element Production Team<br />
森 田 浩 介 (D. Sci) Kosuke Morita<br />
超 重 元 素 分 析 装 置 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Superheavy Element Research Device Development Team<br />
森 本 幸 司 (D. Sci) Kouji Morimoto<br />
18
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 基 盤 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 部<br />
Accelerator Group<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 高 度 化 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Accelerator R&D Team<br />
奥 野 広 樹 (D. Sci) Hiroki Okuno<br />
イオ<strong>ン</strong> 源 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Ion Source Team<br />
中 川 孝 秀 (D. Sci) Takahide Nakagawa<br />
リニアックチ<strong>ー</strong>ム<br />
RILAC Team<br />
池 沢 英 二 Eiji Ikezawa<br />
サイクロトロ<strong>ン</strong>チ<strong>ー</strong>ム<br />
Cyclotron Team<br />
坂 本 成 彦 (D. Sci) Naruhiko Sakamoto<br />
運 転 技 術 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Beam Dynamics & Diagnostics Team<br />
福 西 暢 尚 (D. Sci) Nobuhisa Fukunishi<br />
低 温 技 術 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Cryogenic Technology Team<br />
奥 野 広 樹 (D. Sci) Hiroki Okuno<br />
<strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 施 設 業 務 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Infrastructure Management Team<br />
<strong>加</strong> 瀬 昌 之 Masayuki Kase<br />
部 長 Group Director<br />
上 垣 外 修 一 (D.Sci.)<br />
Osamu KAMIGAITO<br />
7つのチ<strong>ー</strong>ムから 構 成 され、RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>の 重 イオ<strong>ン</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong><br />
から 多 種 類 の 重 イオ<strong>ン</strong>を 大 強 度 で 長 時 間 安 定 に <strong>加</strong> <strong>速</strong> するための、さま<br />
ざまな 技 術 開 発 を 行 っています。また、 施 設 の 維 持 管 理 を 行 い、 効 率<br />
的 な 運 転 を 目 指 しています。さらに、ビ<strong>ー</strong>ム 物 理 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 通 して、 小<br />
型 で 効 率 的 な <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> の 開 発 も 行 っています。<br />
The accelerator group, consisting of seven teams, pursues various<br />
upgrade programs of the new-generation heavy-ion accelerator facility,<br />
RIBF, to improve the accelerator performance and operation efficiency.<br />
The programs include the R&D of superconducting ECR ion source,<br />
charge stripping systems, beam diagnostic devices, radiofrequency<br />
systems, control systems, and beam simulation studies. We are also<br />
maintaining the large infrastructure to realize effective operation of the<br />
RIBF, and are actively promoting the applications of the facility to a<br />
variety of research fields.<br />
実 験 装 置 開 発 室<br />
Instrumentation Development Group<br />
低 <strong>速</strong> RI ビ<strong>ー</strong>ム 生 成 装 置 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
SLOWRI Team<br />
和 田 道 治 (D. Sci) Michiharu Wada<br />
短 寿 命 核 質 量 測 定 装 置 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Rare RI-ring Team<br />
若 杉 昌 徳 (D. Sci) Masanori Wakasugi<br />
RI・ 電 子 散 乱 装 置 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
SCRIT Team<br />
若 杉 昌 徳 (D. Sci) Masanori Wakasugi<br />
実 験 装 置 開 発 室 では、RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>の 基 幹<br />
実 験 設 備 を 開 発 ・ 建 設 をおこなっています。 現 在 提 案<br />
している 基 幹 実 験 設 備 群 は、 多 くのユ<strong>ー</strong>ザ<strong>ー</strong>に <strong>研</strong> <strong>究</strong> の<br />
場 を 提 供 できる 共 通 的 設 備 と 一 つの 目 的 に 特 化 したユ<br />
ニ<strong>ー</strong>クな 設 備 により 構 成 されています。この 基 幹 実 験<br />
設 備 群 により、RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>で 繰 り 出 される<br />
史 上 最 強 の RI ビ<strong>ー</strong>ムのもつ 潜 在 能 力 を 余 すことなく 引<br />
き 出 します。<br />
室 長<br />
Group Director<br />
若 杉 昌 徳 (D.Sci.)<br />
Masanori WAKASUGI<br />
In the Experimental Device Development Department,<br />
we are engaged in the development and construction<br />
of the core experimental equipment for the RI Beam<br />
Factory. The current line-up of core experimental<br />
equipment provided consists of interoperable<br />
equipment that can be supplied to users at numerous<br />
research sites and unique equipment dedicated to<br />
a single purpose. This line-up of core experimental<br />
equipment draws out the highest intensity RI beams<br />
ever emitted from the RI Beam Factory, leaving no<br />
potential unrealized.<br />
19
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
実 験 装 置 運 転 ・ 維 持 管 理 室<br />
Research Instruments Group<br />
RI ビ<strong>ー</strong>ム 分 離 生 成 装 置 チ<strong>ー</strong>ム<br />
BigRIPS Team<br />
吉 田 光 一 (D. Sci) Koichi Yoshida<br />
多 種 粒 子 測 定 装 置 開 発 チ<strong>ー</strong>ム<br />
SAMURAI Team<br />
佐 藤 広 海 (D. Sci) Hiromi Sato<br />
情 報 処 理 技 術 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Computing and Network Team<br />
市 原 卓 (D. Sci) Takashi Ichihara<br />
計 測 技 術 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Detector Team<br />
久 保 敏 幸 (D. Sci) Toshiyuki Kubo<br />
室 長<br />
Group Director<br />
久 保 敏 幸 (D.Sci.)<br />
Toshiyuki KUBO<br />
実 験 装 置 運 転 ・ 維 持 管 理 室 は、 超 伝 導 RI ビ<strong>ー</strong>ム 分 離 生 成 装 置 (BigRIPS)<br />
を 始 めとする RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>における 基 幹 実 験 装 置 や 関 連 す<br />
る 機 <strong>器</strong> ・システムの 運 転 ・ 維 持 管 理 と 高 度 化 を 担 当 するグル<strong>ー</strong>プです。<br />
また、 同 時 に 基 幹 実 験 装 置 の 建 設 や 関 連 する <strong>研</strong> <strong>究</strong> ・ 技 術 開 発 も 行 って<br />
います。 本 グル<strong>ー</strong>プは、RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>で 繰 り 出 される <strong>研</strong> <strong>究</strong> ア<br />
クティビティや 国 際 競 争 力 を 継 続 的 にかつ 効 率 的 に 発 展 させていくた<br />
め、 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 基 盤 と 原 動 力 を 生 み 出 していきます。<br />
This group is the driving force at RIBF for continuous enhancement<br />
of activities and competitiveness of experimental researches.<br />
Consisting of five teams, we are in charge of the construction,<br />
operation and improvement of the core research instruments at<br />
RIBF, such as BigRIPS separator, ZeroDegree spectrometer,<br />
GARIS spectrometer and SAMURAI spectrometer, and the related<br />
infrastructure and equipments. The group also conducts related<br />
experimental researches as well as R&D studies on the research<br />
instruments.<br />
応 用 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 開 発 室<br />
Accelerator Applications Research Group<br />
生 物 照 射 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Radiation Biology Team<br />
阿 部 知 子 (D. Agr) Tomoko ABE<br />
RI 応 用 チ<strong>ー</strong>ム<br />
RI Applications Team<br />
羽 場 宏 光 (D. Sci) Hiromitsu Haba<br />
室 長 Group Director<br />
阿 部 知 子 (D.Agr.)<br />
Tomoko ABE<br />
重 イオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong>ムは、 原 子 核 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 以 外 にも 化 学 ・ 生 物 ・ 工 学 ・ 環 境 <strong>研</strong> <strong>究</strong> など 多 くの 分 野 で<br />
利 用 されています。 応 用 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 開 発 室 では、 全 国 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 と 共 同 で、 重 イオ<strong>ン</strong>ビ<strong>ー</strong>ムによる<br />
RI トレ<strong>ー</strong>サ<strong>ー</strong>の 製 造 と 応 用 、 植 物 の 品 種 改 良 、DNA 損 傷 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> などを 行 っています。ま<br />
た <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 技 術 を 用 いた 微 量 分 析 技 術 の 開 発 も 行 っています。<br />
Heavy ion beams are not only used in researching atomic nuclei, but are also used in<br />
chemical, biological, engineering, and environmental research, as well as in a broad<br />
range of fields. In the Accelerator Applications Research Group, we work together<br />
with researchers throughout the country in conducting research on the production and<br />
application of RI tracers using ion beams, development of new plant breeding method,<br />
radiation effects on DNA, etc. We are also engaged in the development of trace-element<br />
analysis technology that uses accelerator technology.<br />
20
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 室 紹 介<br />
About Laboratory<br />
共 用 促 進 ・ 産 業 連 携 部<br />
User Liaison and Industrial Cooperation Group<br />
共 用 促 進 チ<strong>ー</strong>ム<br />
User Support Office<br />
米 田 健 一 郎 (D. Sci) Ken-ichiro Yoneda<br />
産 業 連 携 チ<strong>ー</strong>ム<br />
Industrial Cooperation Team<br />
吉 田 敦 (D. Sci) Atushi Yoshida<br />
部 長<br />
Group Director<br />
酒 井 英 行 (D.Sci.)<br />
Hideyuki SAKAI<br />
RI ビ<strong>ー</strong>ムファクトリ<strong>ー</strong>は 世 界 的 な 性 能 をもつ 施 設 です。 多 彩 な<br />
<strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 による 幅 広 い 利 用 をはかり、その 性 能 を 最 大 限 に 発 揮 す<br />
る <strong>研</strong> <strong>究</strong> を 推 進 することは、 共 用 促 進 ・ 産 業 連 携 部 の 重 要 な 使 命<br />
です。 内 外 の <strong>研</strong> <strong>究</strong> 者 による 施 設 利 用 の 促 進 、 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> を 用 いた 実<br />
験 の 支 援 、 <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> ビ<strong>ー</strong>ムの 産 業 応 用 <strong>研</strong> <strong>究</strong> の 展 開 および 利 用 者 の<br />
開 拓 を 行 います。<br />
The RI Beam Factory will be a facility offering world-class<br />
performance. It is the essential mission of the Joint Promotion<br />
and Industrial Liaison Division to encourage research that<br />
demonstrates its maximum potential with the goal of use by<br />
numerous researchers for a wide variety of purposes. We are<br />
engaged in the promotion of facility use by both domestic<br />
and overseas researchers, support of experiments using the<br />
accelerator, expansion of research on industrial applications for<br />
the accelerator beam, and solicitation of users.<br />
安 全 業 務 室<br />
Safety Management Group<br />
大 強 度 重 イオ<strong>ン</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> 施 設 や RI 実 験 施 設 を 安 全 に 運 用 す<br />
るには、 周 辺 環 境 への 放 射 線 の 漏 えいを 十 分 許 容 できる<br />
低 いレベルに 保 ち、 実 験 者 の 放 射 線 被 ばくを 合 理 的 に 可<br />
能 な 限 り 低 く 抑 えることが 必 要 です。 安 全 業 務 室 は 日 常<br />
の 安 全 管 理 に 責 任 をもつとともに、 放 射 線 管 理 の 技 術 開<br />
発 を 行 っています。<br />
室 長<br />
Group Director<br />
上 蓑 義 朋 (D.Eng.)<br />
Yoshitomo UWAMINO<br />
In order to operate the high-intensity heavy ion<br />
accelerator and the RI experimental facility safely, it<br />
is essential to maintain a fully acceptable low level of<br />
radiation emission into the surrounding environment and<br />
to restrict the radiation exposure of experimenters as<br />
low as reasonably achievable. The Safety Administration<br />
Department conducts R&D on radiation control in<br />
addition to bearing the responsibility for the daily<br />
oversight of safety.<br />
21
Bridging the 13.7 billion years since the beginning of the<br />
<br />
Toward the ultimate theory<br />
<br />
Research using elementary particles<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
The beginning of the universe is the ultimate Some equations of the matrix model<br />
mystery. To unravel this mystery, we need to which would formulate string theory<br />
nonperturbatively.<br />
understand the most fundamental laws of<br />
physics. To achieve this, we are working on<br />
superstring theory, which has<br />
been dubbed the ultimate<br />
theory of everything.<br />
<br />
Big Bang<br />
<br />
10 -11 seconds<br />
<br />
<br />
The RIKEN-RAL Muon Facility at<br />
Rutherford Appleton Laboratory in the UK.<br />
<br />
10 -4 seconds<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Elementary particles produced by accelerators<br />
can be utilized as sensitive probes to<br />
study materials and nuclei. The muon<br />
serves as a microscopic magnetic probe to<br />
study the internal magnetic properties of<br />
condensed matter. It can also act as a<br />
catalyst to trigger nuclear fusion in<br />
hydrogen isotope mixtures. Mesons,<br />
predicted by Yukawa, are suitable to the<br />
study of the internal properties of nuclei<br />
and nuclear matter.<br />
<br />
The birth of mass<br />
<br />
3 minutes<br />
<br />
The birth of the first elements, protons and neutrons<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
A mere 0.0001 seconds after the “Big Bang,” ultra<br />
high temperature space, a plasma of quarks and gluons,<br />
continued to expand, and as it cooled, three quarks<br />
were bonded by gluons. This gave birth to the first<br />
elements, protons and neutrons. Brookhaven National<br />
Laboratory (BNL) in the USA and RIKEN, in a joint<br />
undertaking, are<br />
challenging the<br />
mysterious<br />
structure of these<br />
first elements.<br />
<br />
<br />
<br />
Particles generated by the collision of gold nuclei.<br />
Millions of such reactions are analyzed and used to<br />
elucidate the plasma state of quarks and gluons as<br />
well as the internal structure of protons.<br />
22<br />
<br />
The birth of protons and neutrons<br />
<br />
Studying nuclei in extreme conditions<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Unstable nuclei play an important role in the<br />
production of heavy elements. At the RI Beam<br />
Factory, we are investigating the life-times, masses,<br />
radii, shapes and other properties of unknown<br />
unstable nuclei using about 4,000 species of RI<br />
beams, which is the largest variety in the world.<br />
Epoch-making discoveries are expected through the<br />
study of<br />
strangeshaped<br />
nuclei<br />
such as<br />
halo and<br />
bananashaped<br />
nuclei.<br />
<br />
<br />
Zero-Degree Spectrometer. This multi<br />
functional beam line can be utilized with<br />
heavy atomic nuclei up to uranium.<br />
<br />
<br />
The birth of light element<br />
<br />
Solving the question: how the heavy<br />
elements from Iron to Uranium were made<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Heavy elements are important to all living things.<br />
The heavy elements from carbon to iron are formed<br />
inside stars. However, today in the 21st century, there<br />
yet remains a great question as to where and how the<br />
heavy elements from iron to uranium were formed.<br />
RI Beam Factory solves this question by studying<br />
highly neutron-rich, unstable nuclei.<br />
<br />
<br />
<br />
Rare RI Ring.<br />
It utilizes a unique<br />
method to measure<br />
the masses of<br />
atomic nuclei.
Producing unknown nuclei and elements<br />
<br />
universe to this moment in time<br />
<br />
<br />
The multitracer as a tool for tracing various biological phenomena<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
There are 2,900 species of nuclei currently known. Theoretically, however, it has<br />
been predicted that there are probably around 10,000 species in existence. The RI<br />
Beam Factory should be able to discover more than 1,000 species of yet unknown<br />
nuclei, expanding<br />
our knowledge of<br />
the world at the<br />
nuclear level and of<br />
the elements. We<br />
have already, in July,<br />
2004, discovered a<br />
new element, 113,<br />
and experiments are<br />
still going on in<br />
order to discover<br />
yet heavier elements.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Rat brain tumor imaging. Radioisotope ion was<br />
highly accumulated in certain part of brain.<br />
<br />
Plant breeding by heavy-ion irradiations<br />
Living organisms have signal transduction<br />
systems that utilize various ions<br />
as communication tools. The<br />
multitracer, which includes various<br />
kinds of unstable nuclides, enables<br />
efficient and simultaneous tracing of<br />
various biological phenomena. The<br />
multitracer is effective in resolving<br />
transport of metal ions in cells and in<br />
the environment, and to develop new<br />
nuclear medicines and metal<br />
complexes as well. In the near future,<br />
this method is expected to be applied<br />
to the diagnosis of obstinate diseases.<br />
<br />
380 thousand years<br />
<br />
The birth of neutral atom<br />
The birth of<br />
the first star<br />
<br />
<br />
The Superconducting Ring Cyclotron with the highest<br />
performance in history, is able to accelerate very intense<br />
all-element heavy ions to a speed of about 70% of the<br />
velocity of light.<br />
<br />
4 billion years<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
4 billion years–<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
We found that energetic heavy ions can<br />
effectively induce plant mutagenesis.<br />
Recently, heavy-ion beam has been utilized<br />
in mutation breeding of many plant species.<br />
For example, salt-tolerant rice, which can<br />
grow in water with a salinity of 25% of<br />
seawater, was developed in our center.<br />
<br />
<br />
Mutation of orchid flowers by heavy-ion beams.<br />
Photo: Mukoyama Orchids Co. Ltd.<br />
<br />
4 billion years–<br />
Through these researches, we hope to<br />
contribute to solve the global environmental<br />
and food shortage problems.<br />
<br />
Interdisciplinary Quest for Supernovae<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
The birth of heavy<br />
elements<br />
<br />
<br />
<br />
Supernova explosion<br />
and element diffusion<br />
<br />
<br />
<br />
13.7 billion years<br />
<br />
<br />
Supernova explosions are the final fate of massive<br />
stars, dispersing elements heavier than carbon.<br />
However, we don't know if gold and uranium are<br />
really created by supernovae. Collaborating with<br />
high-energy astrophysics laboratories, we hunt the<br />
nucleosynthesis site of gold and uranium. Furthermore,<br />
we quest the footprints of supernovae with<br />
Antarctic ice core.<br />
<br />
<br />
Ice core drilled at Dome-Fuji<br />
station in Antarctica, containing<br />
imprints from a million years ago.<br />
<br />
Suzaku Satellite<br />
23
The dawn of a new era!<br />
独 立 行 政 法 人 理 化 学 <strong>研</strong> <strong>究</strong> 所<br />
<strong>仁</strong> <strong>科</strong> <strong>加</strong> <strong>速</strong> <strong>器</strong> <strong>研</strong> <strong>究</strong> <strong>セ</strong><strong>ン</strong><strong>タ</strong><strong>ー</strong><br />
〒 351-0198<br />
埼 玉 県 和 光 市 広 沢 2-1<br />
Tel:048–467–9451<br />
Fax:048–461–5301<br />
URL:http://www.nishina.riken.jp/<br />
RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science<br />
2-1, Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan<br />
Tel:+81-(0)48–467–9451<br />
Fax:+81-(0)48–461–5301<br />
2013.6 RIKEN 2013-065
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