カナダのペニングトラップ質量分析計

カナダ ペニングトラップ質量分析計( CPT ) は、アルゴンヌ国立研究所の物理学部門にある ATLAS 超伝導重イオン線形加速器施設に設置されている主要な実験装置の 1 つです。この装置は、物理学者のガイ・サバードと、アルゴンヌ、マニトバ大学、マギル大学、テキサス A&M 大学、ニューヨーク州立大学の他の科学者の協力により開発、運用されました。

CPTはもともとカナダのオンタリオ州チョークリバーにあるチョークリバー研究所のタンデム加速器超伝導サイクロトロン（TASCC）施設用に建造された。しかし、1998年に資金難によりTASCC加速器が廃止された際にアルゴンヌ国立研究所に移管された。^[1]

CPT分光計は、無線周波数(RF) フィールドを使用して短寿命 同位体の高精度質量測定を行うように設計されています。セレン 68などの特定の同位体の正確な質量測定は、超新星爆発やX 線バーストなどの天体物理学的イベントで発生する急速陽子捕獲プロセスに関係する詳細な反応メカニズムを理解する上で重要です。X 線バーストは、1 つの恒星からその中性子連星の伴星の表面に水素とヘリウムが降着するrp プロセス メカニズムの発生場所の 1 つです。質量測定は、生成される核種の存在比、X 線バーストの光度曲線プロファイル、および生成されるエネルギーの観点からこのプロセスを説明するために使用されるネットワーク計算への重要な入力として必要です。現在の構成では、半減期が 1 秒よりはるかに短く、精度 (Δm/m) が 10 ⁻⁹に近い100 を超える放射性同位体が測定されています。^[2]

最近、CPTに新しい注入システムであるRFガスクーラーが設置され、高速反応生成物を減速、熱化、集束させて迅速かつ効率的な注入が可能になりました。これにより、CPTのN=Z線周辺の同位体に関する調査能力が向上し、特に電弱相互作用とrp過程の低エネルギー試験に関心のある同位体に重点が置かれています。 ^[3]

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