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CP対称性の破れと重い原子核の精密構造計算

Research Project

Project/Area Number 20K03925
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

吉永 尚孝  埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (00192427)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 東山 幸司  千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (60433679)
梅谷 篤史  日本工業大学, 共通教育学群, 准教授 (20454580)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsシッフモーメント / ハイパー核 / 重い原子核の核構造 / CPの破れ / 電気双極子モーメント / 原子核構造
Outline of Research at the Start

CP 対称性の破れがあると、基本的粒子(電子、原子、原子核等)の 電気双極子モーメント(EDM)は大きく有限な測定値が得られる。反磁性原子のEDM はその原子核のシッフモーメントとよばれる物理量に主に起因することが知られている。
本研究の目的は 原子核のシッフモーメントを系統的・理論的に評価し、どの原子(あるいは分子)のEDM が大きくなるか数値計算を通じて明らかにすることである。シッフモーメントの計算に用いる原子核の波動関数を精度良く決める過程で、今まで明らかにされてこなかった重い原子核の多様な原子核構造を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

シッフモーメント及び電気双極子モーメント(EDM)を系統的に評価する。原子核のシッフモーメントの理論計算は、研究代表者のグループ以外では海外のいくつかの研究グループで行われている。しかしながら、研究代表者らの理論計算以外は平均場近似に基づいて行われており、その信頼性は低い。また、理論計算が行われている原子核の数は非常に少なく、実験を行うべき大きなEDMを持つ可能性のある原子については予測できていない。以上の2点の問題のため、原子核のシッフモーメントの研究には現在大きな進展が見られていない。どの原子核でシッフモーメントが大きくなるかを解明することが、本研究課題の核心をなす学術的「問い」として存在している。この学術的「問い」となる、どの原子核でシッフモーメントが大きくなるかを解明するために、本研究では以下のことを明らかにすることを目的とする。
(研究I) 質量数200-220領域での八重極振動と四重極変形の共存関係の解明、
(研究Ⅱ) 質量数200-220領域のシッフモーメント及びEDMの評価、
(研究Ⅲ) 鉛208原子核周辺のハイパー核から導かれる原子核構造の理解
このうち、(研究I)については、八重極振動模型を取り入れた質量数140領域の原子核についての原子核構造の論文が受理された。この論文では殻模型と八重極振動模型の融合を論じた。(研究Ⅱ) については質量数シッフモーメントの再公式化の準備を進めている。(研究Ⅲ)については、ハイパー核模型の論文を投稿し受理された。この論文では、中重核ハイパー核に対する簡単な模型を提唱し、ハイペロンと核子との間の詳細な核力によらず、簡単にハイパー核の低エネルギー状態を再現する理論を展開した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

三つの主要な研究テーマについて研究を進めている。おおむね進捗している。
(研究Ⅰ)質量数140領域の計算を論文にまとめ投稿し、受理された。
(研究Ⅱ)については、質量数130領域におよび190領域のシッフモーメントの論文が掲載された。
(研究Ⅲ)については、研究結果を投稿し、論文が掲載された。

Strategy for Future Research Activity

三つの主要な研究テーマについて研究を進めている。おおむね進捗している。
(研究Ⅰ)質量数140領域の計算を論文にまとめ投稿し、受理された。
(研究Ⅱ)については、質量数130領域におよび190領域のシッフモーメントの論文が受理された(Physical Review C)。
(研究Ⅲ)については、研究結果を投稿し、論文が掲載された(Phys. Scr. 98 085309, 2923)。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (60 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 15 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Electric dipole strength functions of Lambda hypernuclei obtained by the time-dependent mean-field calculation2024

    • Author(s)
      S. Ebata, A. Umeya, N. Yoshinaga
    • Journal Title

      IL NUOVO CIMENTO

      Volume: 47C Pages: 18-5

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simple model for a study of Λ hypernuclei in medium and heavy mass regions2023

    • Author(s)
      N. Yoshinaga, A. Umeya, S. Ebata, T. Nojima, S. Ito
    • Journal Title

      Physica Scripta

      Volume: 98 Issue: 8 Pages: 085309-15

    • DOI

      10.1088/1402-4896/ace565

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  • [Journal Article] Searching optimum equations of state using internal magnetic fields with various shapes2023

    • Author(s)
      Chinatsu Watanabe, Naotaka Yoshinaga, Shuichiro Ebata
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 2586 Issue: 1 Pages: 012108-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2586/1/012108

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Correlations between nuclear Schiff moment and electromagnetic measurements2023

    • Author(s)
      K. Yanase, N. Shimizu, K. Higashiyama, N. Yoshinaga
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 841 Pages: 137897-6

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2023.137897

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Various nuclear structures in 140Xe studied by β decay of ground and isomeric states in 140I2022

    • Author(s)
      Yagi A.、Odahara A.、Nishibata H.、Lozeva R.、Moon C.-B.、Nishimura S.、Yoshida K.、Yoshinaga N.、Watanabe C.、Higashiyama K.、Shimoda T. et al
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 105 Issue: 4 Pages: 044325-14

    • DOI

      10.1103/physrevc.105.044325

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hypernuclear production spectroscopy with an extended shell model2022

    • Author(s)
      Atsushi Umeya, Toshio Motoba, and Kazunori Itonaga
    • Journal Title

      EPJ Web of Conferences

      Volume: 271 Pages: 01010-4

    • DOI

      10.1051/epjconf/202227101010

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hypernuclear spectroscopy with extended shell-model configurations2022

    • Author(s)
      Atsushi Umeya、Toshio Motoba、Kazunori Itonaga
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: 380 Pages: 213-213

    • DOI

      10.22323/1.380.0213

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Equations of State for Hadronic Matter and Mass-Radius Relations of Neutron Stars with Strong Magnetic Fields2022

    • Author(s)
      Chinatsu Watanabe, Naotaka Yoshinaga, Shuichiro Ebata
    • Journal Title

      Universe

      Volume: 2022, 8, 48 Issue: 1 Pages: 1-16

    • DOI

      10.3390/universe8010048

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  • [Journal Article] Quantum-number-projected generator-coordinate-method analysis of low-lying states in nuclei around mass 802021

    • Author(s)
      Koji Higashiyama, Naotaka Yoshinaga
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 104 Issue: 1 Pages: 014312-12

    • DOI

      10.1103/physrevc.104.014312

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      2021 Research-status Report
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  • [Journal Article] Large-scale nuclear shell-model calculations of isotopes in the south-west region of 208Pb2021

    • Author(s)
      N. Yoshinaga, K. Yanase, C. Watanabe, and K. Higashiyama
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: - Issue: 6 Pages: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab039

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  • [Journal Article] Nuclear matrix elements of neutrinoless double beta decay for masses 130 and 136 in the shell model2020

    • Author(s)
      K. Higashiyama, K. Yanase, N. Yoshinaga, A. Umeya, A. Uehara, E. Teruya
    • Journal Title

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      Volume: 47 Issue: 3 Pages: 035102-035116

    • DOI

      10.1088/1361-6471/ab5400

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  • [Journal Article] Neutrinoless double-beta decay rates around mass 130 in the nuclear shell model2020

    • Author(s)
      N. Yoshinaga , K. Yanase , C. Watanabe and K. Higashiyama
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 32, Pages: 010046-010046

    • DOI

      10.7566/jpscp.32.010046

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      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Schiff moments of Hg isotopes in the nuclear shell model2020

    • Author(s)
      Naotaka Yoshinaga, Kota Yanase and Koji Higashiyama
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 1643 Pages: 012006-012006

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012006

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      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Searching optimum equations of state of neutron star matter in strong magnetic fields with rotation2020

    • Author(s)
      C Watanabe, K Yanase, N Yoshinaga
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Issue: 10 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa134

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  • [Journal Article] Magnetized rotational neutron star and the MR relations2020

    • Author(s)
      Chinatsu Watanabe, Kota Yanase and Naotaka Yoshinaga
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 1643 Issue: 1 Pages: 012067-012067

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012067

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      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Structures and production cross sections of p-shell Lambda-hypernuclei calculated with multi-configuration shell model2020

    • Author(s)
      Atsushi Umeya, Toshio Motoba, Kazunori Itonaga
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 1643 Issue: 1 Pages: 012110-012110

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012110

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 中重核でのラムダハイパー核生成断面積の簡単な模型による評価2024

    • Author(s)
      吉永尚孝, 江幡修一郎, 梅谷篤史
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] sd殻ラムダハイパー核の構造と生成断面積2024

    • Author(s)
      梅谷篤史
    • Organizer
      J-PARC でのハイパー核・ハドロン物理の将来を考える放談会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structures and production of medium-heavy hypernuclei in shell-model calculation2024

    • Author(s)
      Atsushi Umeya
    • Organizer
      Fourth International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (HEFex2024)
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    • Invited
  • [Presentation] Octupole phonon excitations on the shell-model states in Xe, Cs, and Ba isotopes up to mass 1422023

    • Author(s)
      N. Yoshinaga, K. Higashiyama, C. Watanabe
    • Organizer
      2023 APS Meeting, Division of Nuclear Physics and Physical Society of Japan
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  • [Presentation] Theoretical study of medium-heavy Λ hypernuclei2023

    • Author(s)
      A. Umeya
    • Organizer
      2023 APS Meeting, Division of Nuclear Physics and Physical Society of Japan
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 平均場及び殻模型の結果を用いたハイパー核生成断面積のDWIA計算2023

    • Author(s)
      金建希, 江幡修一郎, 梅谷篤史
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] 中重ハイパー核 27ΛMg の構造とDWIA生成断面積2023

    • Author(s)
      梅谷篤史, 元場俊雄, 糸永一憲
    • Organizer
      日本物理学会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Structures of 11ΛBe and 27ΛMg hypernuclei and estimates of photoproduction cross sections2023

    • Author(s)
      Atsushi Umeya
    • Organizer
      Baryon Interaction Study from Hypernuclear reaction and structure via electrO-Production method 2023 (BISHOP2023)
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] p- and sd-shell Λ-hypernuclei with shell model approach2023

    • Author(s)
      Atsushi Umeya
    • Organizer
      The 20th International Conference on Hadron Spectroscopy and Structure (HADRON 2023)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Shell model study of p- and sd-shell hypernuclei2023

    • Author(s)
      梅谷篤史
    • Organizer
      S-2S workshop 2023
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    • Invited
  • [Presentation] Theoretical study of hypernuclei at J-PARC2023

    • Author(s)
      Atsushi Umeya
    • Organizer
      International workshop on J-PARC hadron physics 2023 (J-PARC Hadron 2023)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 平均場模型計算によるラムダハイパー核のE1遷移強度分布の研究2023

    • Author(s)
      江幡修一郎, 伊東駿, 梅谷篤史, 吉永尚孝
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] 殻模型によるsd殻ハイパー核の構造と生成断面積2023

    • Author(s)
      梅谷篤史, 元場俊雄, 糸永一憲
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] 変形進化と変形共存~中性子過剰核140Iの基底状態とアイソマーのβ崩壊による140Xeの核構造研究2022

    • Author(s)
      小田原厚子, 八木彩祐未, 西畑洸希, R. Lozeva, C.-B. Moon, 西村俊二, 吉田賢市, 吉永尚孝, 渡邊千夏, 東山幸司, 他
    • Organizer
      日本物理学会
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 時間依存平均場模型によるラムダハイパー核の遷移強度分布の計算2022

    • Author(s)
      江幡修一郎, 伊東駿, 梅谷篤史, 吉永尚孝
    • Organizer
      日本物理学会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 平均場計算におけるラムダハイパー核中のラムダ粒子の効果2022

    • Author(s)
      伊東駿, 江幡修一郎, 吉永尚孝, 梅谷篤史
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] Dark matterを含んだ中性子星の状態方程式2022

    • Author(s)
      渡邊千夏, 吉永尚孝
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] 中重核でのテンソル力を考慮した殻模型計算2022

    • Author(s)
      吉永尚孝, 落合達哉, 江幡修一郎, 渡邊千夏, 東山幸司
    • Organizer
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  • [Presentation] 質量数130領域の原子核の生成座標法による解析2022

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      東山幸司, 吉永尚孝
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  • [Presentation] 八重極振動模型の質量数80領域への応用2022

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      落合達哉, 吉永尚孝, 江幡修一郎, 東山幸司
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  • [Presentation] 40ΛK および中性子過剰なハイパー核 48ΛK の構造と生成断面積2022

    • Author(s)
      梅谷篤史, 元場俊雄, 糸永一憲
    • Organizer
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  • [Presentation] Hypernuclear production spectroscopy with an extended shell model2022

    • Author(s)
      Atsushi Umeya、Toshio Motoba、Kazunori Itonaga
    • Organizer
      The 14th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2022)
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  • [Presentation] 殻模型を用いたハイパー核構造と生成反応研究の展開2022

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      梅谷篤史
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      研究会「ハイパー核研究の進展と未来 ~格致日新~」
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      Umeya Atsushi、Motoba Toshio、Itonaga Kazunori
    • Organizer
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
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  • [Presentation] Searching optimum EoSs using internal magnetic fields of various shapes2022

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      Chinatsu Watanabe, Naotaka Yoshinaga, Shuichiro Ebata
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      28TH INTERNATIONAL NUCLEAR PHYSICS CONFERENCE (INPC 2022)
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      梅谷篤史, 元場俊雄, 糸永一憲
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    • Author(s)
      野嶋翼, 吉永尚孝, 江幡修一郎, 梅谷篤史
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
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  • [Presentation] Te128のエネルギー準位とダブルベータ崩壊核行列要素2021

    • Author(s)
      小俣里佳, 渡邊千夏, 吉永尚孝, 東山幸司
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      日本物理学会2021年秋季大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 吉永尚孝, 渡邊千夏, 江幡修一郎, 東山幸司2021

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      質量数140領域での殻模型計算と八重極相関
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
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  • [Presentation] 40,48ΛK の構造と (γ,K+) 生成反応2021

    • Author(s)
      梅谷篤史, 元場俊雄, 糸永一憲
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
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  • [Presentation] 中性子星における磁場と相転移の関係2021

    • Author(s)
      渡邊千夏, 吉永尚孝
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      日本物理学会2021年秋季大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Structure of Λ48K and estimates of (e, e'K+) production cross sections2021

    • Author(s)
      Atsushi Umeya,Toshio Motoba,Kazunori Itonaga
    • Organizer
      Workshop on Electro- and Photoproduction of Hypernuclei and Related Topics 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hypernuclear spectroscopy with extended shell-model configurations2021

    • Author(s)
      Atsushi Umeya,Toshio Motoba,Kazunori Itonaga
    • Organizer
      Partices and Nuclei International Conference (22nd edition) (PANIC2021)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヨウ素126のダブレットバンドのQCMによる解析2021

    • Author(s)
      吉永尚孝, 渡邊千夏, 東山幸司, 柳瀬宏太
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
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  • [Presentation] 質量数130領域でのダブルベータ崩壊の殻模型による解析2021

    • Author(s)
      小俣里佳, 渡邊千夏, 吉永尚孝, 柳瀬宏太, 東山幸司
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
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  • [Presentation] 中性子星における磁場と密度分布の相図2021

    • Author(s)
      渡邊千夏, 吉永尚孝, 柳瀬宏太
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      日本物理学会第76回年次大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 拡張殻模型による質量数11のハイパー核Λ11BおよびΛ11Beの構造と生成断面積2021

    • Author(s)
      梅谷篤史、元場俊雄、糸永一憲
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      日本物理学会第76回年次大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 最大質量・半径を適切に予言する中性子星EoSの探索2020

    • Author(s)
      渡邊千夏, 柳瀬宏太, 吉永尚孝
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] New shell model calculation for Λ11B and Λ11Be2020

    • Author(s)
      Atsushi Umeya, Toshio Motoba, Kazunori Itonaga
    • Organizer
      Workshop on Electro- and Photoproduction of Hypernuclei and Related Topics 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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