課題演習A6　「自然界の４つの力」

理論担当：巽敏隆 Email:tatsumi＠ruby.scphys.kyoto-u.ac.jp

実験担当：永江知文 Email:nagae＠scphys.kyoto-u.ac.jp

TA：津村美保 Email:tsumura＠scphys.kyoto-u.ac.jp

実験目的 学内外の加速器で散乱実験をおこない、パリティを破る弱い相互作用、原子核を変換する強い相互作用、フォトンの発生を伴う電磁相互作用、それぞれを伴う代表する反応を調べる。結果を理論的に解析し、身近な重力相互作用との比較を行い、自然界を支配するそれぞれの相互作用の強さと特徴を体得する。

実験内容

電磁相互作用
加速器によって実験室系で10MeVに加速した陽子を金箔のターゲットに衝突させ、散乱された陽子を半導体検出器で検出し、その数と運動エネルギーを測定する。検出器はターゲットを中心にして回転できるようになっており、検出器の位置を変えて測定していくことで、陽子がある方向にどれくらいの割合で、またどれくらいのエネルギーをもって散乱されるかを調べることができる。

強い相互作用
金箔をポリエチレンラップにかえ、同様の実験を行う。金箔との違いを考察する。

弱い相互作用
陽子をマグネシウムターゲットに衝突させ、アルミニウムの励起状態を作る。アルミニウムはベータ崩壊をして安定なマグネシウムに戻るとき、陽電子を発生する。この陽電子をプラスチックシンチレーターにより検出し、半減期やエネルギーを求める。

(webmaster＠nh.scphys.kyoto-u.ac.jp)