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核力に基づくエキゾチック核の研究

Research Project

Project/Area Number 17J06775
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

吉田 聡太  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords第一原理計算 / 外挿手法 / ガウス過程 / 原子核構造 / 原子核殻模型 / ベータ崩壊 / 不安定核 / 中性子過剰核 / 核力 / 量子多体問題 / カイラル有効場の理論
Outline of Annual Research Achievements

概ね順調に遂行した。近年のカイラル有効場の理論に基づく核力の記述や第一原理計算手法の発展から、これらを応用して、バレンス核子に働く有効相互作用を導出して核構造を理解する枠組みが発展しつつある。こうした状況下で、依然として核力自体や多体手法には不定性が残されており、実験的な検証の難しい未知の原子核に関する予言能力という観点からは未だに難しい点も多い。このような状況を改善すべく前年度の研究を更に進展させた新たな試みとして、多体計算手法由来の不定性を議論する方法論の研究を行った。
一般に多体計算では、計算資源的な制約から近似を導入して現実的な計算資源で解けるサイズに問題を焼き直し、それらの結果を大きな(たとえば無限大の)システムサイズに外挿することで本来解きたかった厳密解を推定する。こうした外挿における不定性を評価する一般的な方法論についての研究をおこない、核力をインプットとする第一原理計算であるFull Configuration Interaction(No-core shell modelとも)と呼ばれる手法における外挿由来の不定性を評価する方法論を提唱した。具体的には、外挿を従来の特定のパラメトリックな関数による回帰問題として捉えるのではなく、ガウス過程に基づいて生成された無数の関数を考えて、その中から物理的な制約を満たすものに高い重みを与えるという確率推定の問題に焼きなおす、というのが本質的な点である。こうした広い意味での統計モデルに何らかの事前知識や物理の情報を取り込む手法の研究や応用は、近年ブームになっている深層学習の分野などでもホットな話題になっており、今後の周辺分野へのインパクトも期待できると考えている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Florida State University/Lawrence Berkeley National Laboratory/Michigan State University(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Katholieke Universiteit Leuven,(ベルギー)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] β? decay of Tz=+112 isotopes Al37 and Si39: Understanding Gamow-Teller strength distribution in neutron-rich nuclei2019

    • Author(s)
      Abromeit B.、Tripathi Vandana、Crawford H. L.、Liddick S. N.、Yoshida S.、Utsuno Y.、Bender P. C.、Crider B. P.、Dungan R.、Fallon P.、Kravvaris K.、Larson N.、Lubna R. S.、Otsuka T.、Prokop C. J.、Richard A. L.、Shimizu N.、Tabor S. L.、Volya A.
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 100 Issue: 1 Pages: 014323-014323

    • DOI

      10.1103/physrevc.100.014323

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Systematic shell-model study of β-decay properties and Gamow-Teller strength distributions in A?40 neutron-rich nuclei2018

    • Author(s)
      Yoshida Sota、Utsuno Yutaka、Shimizu Noritaka、Otsuka Takaharu
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 97 Issue: 5 Pages: 054321-054321

    • DOI

      10.1103/physrevc.97.054321

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uncertainty quantification in the nuclear shell model2018

    • Author(s)
      Yoshida Sota、Shimizu Noritaka、Togashi Tomoaki、Otsuka Takaharu
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 98 Issue: 6 Pages: 061301-061301

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.061301

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic analysis of inelastic alpha scattering off self-conjugate A=4n nuclei2018

    • Author(s)
      S. Adachi, S. Sakaguchi (39人中28番目), et al.
    • Journal Title

      Phys. Rev. C

      Volume: 97 Issue: 1 Pages: 014601-014601

    • DOI

      10.1103/physrevc.97.014601

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Shell-Model Hamiltonians from Chiral Forces2018

    • Author(s)
      S.Yoshida, M. Kohno, T. Abe, T. Otsuka, N. Tsunoda, N. Shimizu
    • Journal Title

      JPS Conference Proceeding

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Underlying uncertainties in configuration interaction methods2019

    • Author(s)
      Sota Yoshida
    • Organizer
      Nuclear Chemistry Gordon Research Conference, Exploring Simple Structural Patterns and the Dynamics of Nuclei
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Inverse modeling problem in nuclear structure physics2019

    • Author(s)
      Sota Yoshida
    • Organizer
      Bayesian Inference in Subatomic Physics - A Marcus Wallenberg Symposium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Towards inverse modeling problems in nuclear physics2019

    • Author(s)
      Sota Yoshida
    • Organizer
      The 18th CNS International Summer School (CNSSS19)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 原子核構造の物理における統計的手法の応用2019

    • Author(s)
      吉田 聡太
    • Organizer
      RIBF若手放談会:エキゾチック核物理の将来
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ガウス過程を用いたNo-core shell modelにおける新たな外挿法2019

    • Author(s)
      吉田 聡太
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-parametric Bayesian approach to the extrapolation in configuration interaction methods2019

    • Author(s)
      S. Yoshida
    • Organizer
      TRIUMF Theory Workshop 2019, Progress in Ab initio Techniques in Nuclear Physics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uncertainty quantification in nuclear shell model2018

    • Author(s)
      S. Yoshida
    • Organizer
      Recent advances in nuclear structure physics 2018 (RANSP2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uncertainty quantification in nuclear shell model2018

    • Author(s)
      S. Yoshida, N. Shimizu, T. Togashi, T. Otsuka
    • Organizer
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベイズ推定に基づく殻模型有効相互作用の解析2018

    • Author(s)
      吉田聡太, 清水則孝, 富樫智章, 大塚孝治
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性子過剰核におけるベータ崩壊と陽子-中性子相関2017

    • Author(s)
      吉田聡太, 宇都野穣, 清水則孝, 大塚孝治
    • Organizer
      RIBF理研若手放談会:エキゾチック核物理の広がり
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 質量数40領域の中性子過剰核におけるベータ崩壊の系統的記述2017

    • Author(s)
      吉田聡太, 宇都野穣, 清水則孝, 大塚孝治
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Shell-model Hamiltonians from chiral forces2017

    • Author(s)
      S. Yoshida, M. Kohno, T. Abe, T. Otsuka, N. Tsunoda, N. Shimizu
    • Organizer
      (IIRC) symposium, "Perspectives of the physics of nuclear structure"
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 研究代表者のホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/syoshidant

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/view/syoshidant/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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