従来の原子核研究では,ほとんどの場合原子核は陽子と中性子 (総称して核子と呼ばれる)の単なる集合体として理解できるこ とを示しています.しかし,一方では核内核子のまわりを中間子 の雲が取り巻いているといわれており,また核子や中間子などの ハドロンはさらに基本的なクォークから構成されていることが知 られています.実際,これまでは主として原子核の表面だけを見 ており,原子核の本当の姿を知るためには,原子核の内部を観測 しなくてはなりません.いったい原子核の内部はどのようになっ ているのでしょうか.陽子と中性子を考えるだけで本当に充分な のでしょうか.
核子と核子の間には中間子をやりとりすることによる,相互作 用(核力)が働きます。原子核の内部の性質もこのような力の性 質によって支配されています。最近の研究によると,原子核に外 部から核子を入射したとき,核内に入ると核子の質量が変化し, 同時に速度も大きく変化するといわれています(相対論効果). これは核内では核子のまわりの中間子の雲が歪むためであろうと 考えられているのです。
このように,入射核子と原子核との相互作用を通して,原子核 の様々な構造を調べることができます.核反応によって放出され た粒子の分布を調べたり,中間子を発生させたりすることによっ て,特徴的な状態を作り出し,原子核の内部を調べて,核子のみ でなく,中間子も含む新しい原子核像(ハドロンからなる原子核) を確立することをめざしています。これはさらにクォークに基づ く原子核像にも道を開くもので,世界を形づくる物質の豊かな階 層構造を明かにするものと期待されます.
最近の理論的研究の進歩によって,少数核子系の内部構造を正 確に解くことが可能となり,実験結果と理論計算との直接の比較 が出来るようになりました.構造が明確で,しかも近辺に存在す る多くの核子の影響を受けない,少数の核子で構成された原子核 と,入射粒子との相互作用によって生ずる現象,核子のやりとり, 中間子生成といった反応素過程を知り,基本的な核力の性質を明 確にします.また,核子だけでは説明が出来ない現象−中間子な どの効果−もよくわかるようになります.
これらの研究は少数核子系でみつけられた現象,素過程,そし て基本的核力が,数おおくの核子からなる原子核内部でどのよう に変質するのか,多核子系内で生ずる現象(多体効果)を研究す るための重要な基本研究です.また,この少数核子系の研究は, 星の進化の研究にもひじょうに役立っているのです.
新しい不安定原子核を生成しその性質を明らかにする研究は, 原子核の新しい性質を知る上で重要であるばかりでなく,生成さ れた不安定原子核を標的原子核に衝突させる(二次ビーム実験) ことによって,更に広範囲の原子核を作り出すことを可能にしま す.これは同時に,宇宙創世期に起こった現象を実験室で再現し, 物質(元素)合成過程や星の生成の様子を明らかにすることに寄 与するものです.