理学部物理学科の3年後期、物理学実験IIの「加速器実験(旧 原子核散乱)」を中村研究室で担当しています。
本実験では、理化学研究所のE7bコースを使い、AVFサイクロトロンからの26 MeVのアルファ粒子の原子核ターゲットに よる散乱および反応を測定します。以下の2つのテーマのどちらかを選択して実験を行います。
アルファ粒子の原子核による弾性散乱を測定し、ラザフォード散乱とのずれから原子核の大きさを推定する。
alpha+152Sm、alpha+182W、alpha+Sn複合核反応からのガンマ線を測定し、生成した変形核154Gd、184Os、Teの回転準位を調べる。
5日間の実験のうち、1日目は本郷で検出器の実習を行います。2, 3日目は理化学研究所に行き、実験セットアップおよびビームを用いた実験を行います。残りの日程で解析、考察、発表を行います。加速器の運転日程の都合で、他の学生実験と違い日程が変則的になります。レポート提出後、一人ずつ15-30分程度の試問を行います。
2,3日目は理化学研究所の和光キャンパスに行きます。授業開始時間は基本的に14:15です(要アナウンス確認)。集合場所は、2日目は理研内にある東京大学原子核科学研究センター (CNS)の2階会議室、3日目は仁科記念棟の実験者控え室です。
理研への行き方は下記ページを参考にしてください。
PDF(講義で見せている資料)
実験中などに使える計算ツールです。「ファイルを開くことができません。」のように表示される場合は、シークレットタブから開いてみてください。
本実験では、測定したスペクトルや散乱角度分布を解析します。解析方法や使用するソフトウェアに特に指定はありません。各自が使い慣れたソフトウェアを使用して構いません。解析の参考として、以下にサンプルプログラムおよびフィッティングツールを用意しています。各自ダウンロードして自由に使ってください。
スペクトルのフィッティング
1 Gaussian + 1次バックグラウンド
Google Colab版:fit_1gauss_linear.ipynb
Python版:fit_1gauss_linear.py
2 Gaussians + 1次バックグラウンド
Google Colab版:fit_2gauss_linear.ipynb
Python版:fit_2gauss_linear.py
サンプルスペクトル:Ge1_Cs137_165mm.spe
グラフ作成ツール
手入力データから作図するツール
Google Colab版:plot.ipynb
Python版:plot.py
Google Colab版はブラウザ上で実行できます。Python版をローカル環境で使用する場合は NumPy、SciPy、Matplotlib が必要です。フィッティングでは、フィット範囲およびGaussianの中心位置・幅の初期値を各自で設定してください。
(新倉氏による参考資料)
レポート提出方法、試問について
レポート提出期日は、実験最終日の約2週間後です。下記の提出フォームリンクより試問の前日までにPDF形式で提出してください。
レポートには問いを用意しています。必須問題は必ず回答すること。
その後、自分の分のレポートを持参して指定された日時に中村教授の居室で試問を受けてください。解説スライドの記載事項にも目を通しておきましょう。
テンプレート
加速器実験レポートのテンプレートです。このテンプレートをベースに書くかどうかは各人にお任せします。レポート作成指南の面もあるので、自分のスタイルを持っている場合も一読してみてください。(テンプレートを利用したか否かで点数が変わるわけではありません。)
レポートテンプレート(Word版)
レポートテンプレート(Latex版、Overleaf用)