Refinement of Density Functional Theory for Exploring the Origin of Elements and the Properties of High-Density Nuclear Matter

• Project Area: Quantum Matter Science in the Universe Opened Up by Precise Numerical Calculations
• Project/Area Number: 25H01269
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 吉田 賢市 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (00567547)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関澤 一之 東京科学大学, 理学院, 准教授 (00820854) ; 中務 孝 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (40333786)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥99,710,000 (Direct Cost: ¥76,700,000、Indirect Cost: ¥23,010,000); Fiscal Year 2026: ¥19,500,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥4,500,000); Fiscal Year 2025: ¥21,710,000 (Direct Cost: ¥16,700,000、Indirect Cost: ¥5,010,000)
• Keywords: 密度汎関数計算 / 不安定核 / 中性子星 / 元素合成

Outline of Research at the Start

厳密少数計算や計算科学との連携による「有限量子多体計算統一プラットフォーム」構築へ向けて，重い中性子過剰核や中性子星の構造を記述する密度汎関数理論(DFT)計算プラットフォームを担当し，それを用いて重い元素の合成メカニズム(r-過程)や高密度物質の構造の解明を目指す。そのために，厳密量子多体計算による検証を経て予言能力を備えたエネルギー密度汎関数を構築する。また，半減期やモーメントなどの物理量を計算するためのDFT法の枠組みを開発する。構築したDFTプラットフォームを厳密計算や実験では到達できない極限状況の量子物質に適用して高い信頼性を持った予言を行う。