1n

1H 2H

3He 4He 6He 8He

6Li 7Li 8Li 9Li

9Be 10Be 11Be 12Be 14Be

8B 10B 11B 12B 13B 14B 15B

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10N

Z

0

1

2

3

4

5

7Be

11Li10Li

11,12Beかかかかららららのののの(p,2p)陽陽陽陽子子子子ノノノノッッッッククククアアアアウウウウトトトト反反反反応応応応

小林俊雄、奥田貴志、大関和貴、渡辺極之、薬師寺崇、大津秀暁、

岩佐直人（東北大理）、福田直樹、吉田敦（理研）、

松山芳孝（KEK）、高田栄一（放医研）

p(11,12Be,2p)10,11Li反応反応反応反応

11Be

p n

1s1/2

1p3/2

2s1/2

12Be

p n

1s1/2

1p3/2

2s1/2

11Li

p n

+

1p1/2

10Li (L=0)

10Liのs 波共鳴部分を選択的に生成

p(11Be,2p)10Li p(12Be,2p)11Li

●陽子ノックアウト反応を用いる場合：

(p,2p)反応：　quasi-free p-p 散乱によるknockout反応である為の条件入射陽子de Broglie 波長 λp ≪　核子間距離　

入射陽子エネルギー Ep ≫　分離エネルギー(SP) / Fermi 運動量

250 MeV/A

170 MeV/A

90 MeV/A

90 A MeV: 理研RIPS

250 A MeV: 放医研HIMAC

「１」動機・目的

中性子：12Beと11Liの共通点

Sp(7Be)= 5.6 MeV

Sp(11Be)= 20.6 MeV

Sp(12Be)= 23.0 MeV

入射エネルギー：　高い方が良い陽子検出器：　 エネルギー分解能、検出器内での核反応２陽子の開き角度：

10,11Be(p,2p)9,10Li

10,11,12Be(p,2p)9,10,11Li

F1

F2

F3

Ion SourceRFQ Linac

Alvarez Linac

synchrotron 1

synchrotron 2

2ndary Beam Lines

● ２次ビームライン

10m

生成標的

HIMACからの１次ビーム

E < 300 AMeV (A/Z=3) Bρ < 8.1Tm ρ=5m

D=1.9cm/%

∆p/p=±2.5%

Θx,y= ±13mrad

L= 29.5m

１次ビーム： 350AMeV 15N

I B< 2x109 /sec

生成標的： Be ~15 g/cm2

Wedge： Al ~5 g/cm2

２次ビーム： 255 AMeV (Δp/p=±2.5%) 12Be

I B= 1.2x104/spill (50% /3sec)

２次標的： 0.2g/cm2 CH2/C stack-target

10.7m

6.7m

11.9m

●HIMAC加速器施設RFQ ( 0.8A MeV)Alvarez (6A MeV)2重Synchrotron (800A MeV)

SB1

SB2

「２」実験のSETUP

●検出器系　@F3

2次ビームライン

scintillator

drift chamber

●CH2/C 標的

　stack target

H型Dipole Magnet Drift

Chamber ScintillatorHodoscope

p

p

residue

F1

F2 F3

11Li9Li6Li

p

●前方磁気スペクトロメータ●陽子検出器

●ビーム検出器

F1焦点面検出器

Drift chamber

+ΔE scintillator +NaI(Tl) 6"φx5"t

エネルギー：　20 MeV<Ep<210 MeV

　分解能：　　σp≒1 MeV @130 MeV

角度： 　θp= 40±10°(H&V)

　分解能： 　σθ≒ 6 mrad

立体角： 　Ω≒0.1 sr

分離エネルギー：σ(Es)≒ 1.8 MeV

粒子識別 & 核反応の除去：

Magnet: 50cm(H)x25cm(V)x100cm(L)

BL≒ 0.8 [Tesla] x 1.0 [m]

Drift Chamber: xyx'y'x'y'xy+xyx'y'x'y'xy

drift 2.5cm, He+50%C2H6

Hodoscope: s(T)=0.1 nsec

角度acceptance: 140mrad(H)x55mrad(V)

運動量分解能： σp/p≒ 2.2%

@p= 2.2 GeV/c (250A MeV A/Z=3)

角度分解能： σθ≒ 4mrad

粒子識別：

Plastic scint.+ Drift Chamber: 5x+5Y, drift=9mm

0 400 800 12000

400

800

NaI ADC [ch]

1.6

2

2.4

2.8

3.2

3.6

4

4.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2* 103

11Li

7Li

8Li

9Li

8He

6He

4He

3H

2H

ΔE in hodoscope [arb.]

Mas

s/C

harg

e

∆p/p=±2.7%

04080120160200240

-2 -1 0 1 2∆T(F1) [nsec]

∆p/p=±0.27%

F1計数率：　I B(F1)>several MHz

●２次ビームのエネルギー：運動量分散焦点F1での位置測定：　D= 1.9cm/%

∆T(F1) ➡ X(F1) ➡ sbeam=1.5 AMeV

●陽子検出器：

C

CH2

17mm

σ= 1.7m m

Vertex Position [m m ]

1200

600

0-40 -20 0 +20 +40

○標的Vertex： ○粒子識別／NaI(Tl)中での核反応除去∆E-E

●前方磁気分析器：

○粒子識別：　Momentum - TOF

Energy Loss [srb.]

Z=1

Z=2

Z=3

Mass / Charge

11Li

9Li

8Li

7Li6Li

Z=3 selected

「３」解析

.

p(12Be,2p)9Lix

p(12Be,2p)11Lix

p(12Be,2p)6,7,8Lix

p(12Be,2p)Lix

Cou

nts/

MeV

Ex(11Li) [MeV]

11Ligr

●p(12Be,2p)11Li 反応の分離エネルギー分布　➡　11Li 励起エネルギー

前方でLi 同位体検出：　CH2/C問題無し

12Beから生成された11Li 基底状態

σ(Ex)= 1.7 MeV

9Liに崩壊する11Li 励起状態

○分解能が悪く、状態を分離できないが：#1: Ex= 1.3 MeV#2: Ex= 5.0 MeV#3: Ex= 7.0 MeV

○Y(11Li ; ground) ≒Y(11Li ; Ex=1.3 MeV)

≒ Y(11Li ; Ex= 5.0 MeV)

○Ex=3.0 MeV付近の状態は？

○(p,2p)反応の選択性と励起状態の性格

陽子励起／中性子励起？？11Li

1.25

3.0

4.9

6.4

0.34

4.36

6.40

11.3

9Li+2n

8Li+3n

7Li+4n

○分離エネルギー分解能の改善11Li(p,p')11Li

12Be

「４」結果

「５」まとめ

○ ２陽子測定による陽子分離エネルギー(Sp)➡11Li 励起エネルギー分布

11Li 励起状態の崩壊様式を前方磁気分析器でタッグ

○ p(12Be,2p)11Li 反応　中性子s/d-shell 成分が多く混じっている12Be

➡　陽子ノックアウト反応で11Liを生成入射エネルギー：　250 AMeV @HIMAC

12Be

p n

1s1/2

1p3/2

2s1/2

11Li

p n

+

1p1/2

○11Li 基底状態：

σ(Ex)= 1.7 MeV：　改善の余地あり

○ 11Li 励起状態：

Ex= 1.3 MeV

Ex= 5.0 MeV 　が生成されたと思われる

Ex= 3.0 MeV ?

(p,2p)反応：陽子空孔状態への選択性：

　励起状態の性格？

11Li

1.25

3.0

4.9

6.4

0.34

4.36

6.40

11.3

9Li+2n

8Li+3n

7Li+4n

11Li(p,p')11Li

12Be

Ex (11Li) [MeV]

p(12Be,2p)x

CH2

C

p(12Be,2p)x

CH2-C

p(12Be,2p)Lix

2-proton inclusive

tagged byforward 6,7,8,9,11Li

1.6

2.4

3.2

4

10 25 40 550

20

40

60

80

100

120

1.6 2.8 4

0

20

40

60

80

10 25 40 55

p(12Be,2p)Lix

Es [MeV]

A/Z

9Li

11Li8Li

7Li

Z=3 gated

P1

P2

A A-1

q

β0 β0-q

rq = (

rp1 +

rp2 ) −

γγ +1

(rp1 +

rp2 )•

rβ + (MA − MA−1)

rβ

Es = γ (rp1 +

rp2) •

rβ − γ (T1 + T2 ) − (γ −1)mN −

q2

2MA−1

運動量

分離エネルギー

空孔状態の崩壊様式

Kinematics