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【発表のポイント】
● 超新星爆発で発生するニュートリノによって新しい核種が生成されるが、6種類のニュートリノの中で反電子ニュートリノによる生成の寄与が大きい核種は知られていなかった。
● 理論計算によって、天然に存在しないテクネチウム98がニュートリノで生成されること及び、反電子ニュートリノの寄与が大きいことを発見した。
● 本成果は原始中性子星から放出された反電子ニュートリノの平均エネルギーの評価に寄与する。


量子科学技术研究开発机构（理事长　平野俊夫）の早川岳人上席研究员、国立天文台の梶野敏贵准教授、东京大学国际高等研究所カブリ数物连携宇宙研究机构の野本宪一上级科学研究员、东京工业大学の千叶敏教授、九州大学の桥本正章教授、理化学研究所の小野胜臣研究员他の共同研究グループは、超新星爆発で放出されるニュートリノによって、自然には存在しないテクネチウム98(98罢肠)が生成されることを理论计算によって予测した。
超新星爆発の初期に、中心部の原始中性子星から膨大な数のニュートリノが放出され、そのニュートリノがエネルギーの一部を外层に落とし超新星爆発を引き起こす。この时、一部のニュートリノが既存の原子核と反応し、タンタル180等の新しい核种を生成する。ニュートリノには、电子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノとその反ニュートリノの6种类ある。これまでの研究で、主に反电子ニュートリノ以外の5种类のニュートリノによって上记核种が生成されていることが判っていた。もし、残りの反电子ニュートリノの寄与の大きい核种が存在すれば、6种类のニュートリノ全ての平均エネルギーが评価でき、超新星爆発の理解に大きく寄与する。
本研究グループは、98罢肠がニュートリノで生成された可能性に気づき、関连するニュートリノ原子核反応率を计算し、超新星爆発モデルを用いて98罢肠の生成量を计算した。その结果、反电子ニュートリノの寄与が最大20%あることが判明した。すなわち、反电子ニュートリノの寄与が大きい重元素の初めての発见である。また、陨石研究が进展すれば、太阳系形成时の98罢肠の量と超新星爆発が発生した年代が评価可能であることを示した。本研究は超新星爆発の6种类のニュートリノ全ての平均エネルギーの解明、近い将来に期待される超新星爆発の反电子ニュートリノのエネルギーの予测に寄与する成果である。
本研究成果は、Physical Review Lettersのオンライン版に9月4日に掲載されました。

図１　超新星爆発ニュートリノによる元素生成の模式図

図２　超新星爆発で生成された物质の一部が原始太阳系に混ざる模式図