安定核から不安定核にいたる閉殻構造の破れの統一的記述

• Project/Area Number: 14740176
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 素粒子・核・宇宙線
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 宇都野 穣 特殊法人日本原子力研究所, 物質科学研究部, 研究員 (10343930)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 不安定核 / 魔法数 / 殻模型 / 変形共存 / 電磁モーメント / 原子核構造 / 変形 / 有効相互作用

Research Abstract

中性子数20の魔法数が消滅するメカニズムについて、モンテカルロ殻模型計算を用いた微視的理論により研究した。その結果、有効一粒子エネルギーによって定義される殻ギャップが中性子数依存性を持ち、中性子過剰核ではそれがかなり狭まっていなくてはならないことを、ナトリウム同位体における電磁モーメントの系統的計算によって明らかにした。この成果をPhysical Review C誌に発表した。殻ギャップが狭まる機構が中性子(陽子)数8の魔法数消滅にも適用できることがわかりぐこのことから、炭素9における異常な磁気モーメントが説明されることを殻模型計算により理論的に示した。この成果も今年度、Physical Review C誌に発表し、また、国際会議 "The Fourth International Conference on Exotic Nuclei and Atomic Masses"において口頭発表した。
一連の殻模型研究による理論方面の論文で発表した原子核以外にも幅広く適用可能であることがわかり、これらの成果を世界各地の実験グループとの共同研究として論文出版した。例えば、この殻模型計算によると、ナトリウム同位体と同様にマグネシウム原子核においても中性子数19同位体において魔法数が消滅した構造をとることが予言されるが、このことがマグネシウム31核の基底状態のスピン、磁気モーメントを測定した実験によって実証され、Physical Review Letters誌に発表された。また、この計算が安定核近傍において適切な殻ギャップを与えることは、硫黄34核で測定された高スピン状態の励起エネルギー、電磁遷移確率が計算値とよく一致することで示された。これはPhysical Review C誌に発表された。
この領域の不安定核の変形度や変形共存といった集団的性質も研究が進み、国際会議でその一部を発表したが、今後系統的な結果として論文にまとめる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Measurement of the spin and magnetic moment of ^<31>Mg: Evidence for a srtongly deformed ground state (2005)
  • Author(s): G.Neyens et al.
  • Journal Title: Physical Review Letters Vol.94 No.2 Pages: 22501-4
• [Journal Article] High spin structure of ^<34>S and the proton-neutron coupling of intruder states (2005)
  • Author(s): P.Mason et al.
  • Journal Title: Physical Review C Vol.71 No.1 Pages: 14316-8
• [Journal Article] A New isomer ^<136>Ba studied by deep inelastic collisions (2004)
  • Author(s): T.Shizuma et al.
  • Journal Title: European Physical Journal A Vol.20 No.2 Pages: 207-210
• [Journal Article] Anomalous magnetic moment of ^9C and shell quenching in exotic ndclei (2004)
  • Author(s): Y.Utsuno
  • Journal Title: Physical Review C Vol.70 No.1
• [Journal Article] Onset of intruder ground state in exotic Na isotopes and evoltion of the N=20 shell gap (2004)
  • Author(s): Y.Utsuno et al.
  • Journal Title: Physical Review C Vo1.70 No.4 Pages: 44307-8
• [Publications] T.Otsuka et al.: "Reply to "Comment on 'Magic Numbers in Exotic Nuclei and Spin-Isospin Properties of the NN Interaction'""Physical Review Letters. 91. 179202-1-1 (2003)
• [Publications] T.Hayakawa et al.: "Projectile Coulomb excitation of ^<78>Se"Physical Review C. 67. 064310-1-6 (2003)
• [Publications] M.Koizumi et al.: "Multiple Coulomb excitation experiment on ^<68>Zn"Nuclear Physics A. 730. 46-58 (2004)