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

          新山雅之 Email:niiyama@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、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。

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