Description of nucleosynthesis by a quantum reaction theory under extreme environment
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20K03971
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyushu University (2022-2023)
Osaka University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
緒方 一介 九州大学, 理学研究院, 教授 (50346764)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 元素合成 / 量子反応 / 極端環境 / 多重中性子捕獲 |
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| Outline of Research at the Start |
中性子星合体で実現していると期待される、環境中性子に取り囲まれた状況下での中性子捕獲過程を描く量子反応理論を構築する。環境中性子を一体場として取り扱うアプローチと、複数の中性子の時間発展を陽に追跡するアプローチを併用し、極端環境下の量子反応を描述する新しい枠組みを開発する。さらに、得られた成果を元素合成シミュレーションに提供し、重元素の生成シナリオへの影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、環境中性子が大量に存在する状況において陽子捕獲反応がどのような影響を受けるかを調査した。具体的には、2核子間力のスピン3重項成分を用いて環境場一体ポテンシャルを評価した。このポテンシャルの影響下において、炭素12, マグネシウム24, ニッケル58の3種類の原子核が陽子を捕獲する反応の反応率を求めた。
まず自由空間において調査を行った結果、予想どおり、クーロン障壁に阻まれるため、1ギガケルビン程度の温度では、陽子捕獲反応の反応率は極めて小さいことがわかった。このため、中性子捕獲反応が起きるサイトにおいて、これまで陽子捕獲反応は起きないと考えられてきたものと思われる。環境中性子の密度を徐々に大きくしていった結果、炭素12については原子核標準密度の0.75%以上で、マグネシウム24については標準密度の1%以上で、反応率が劇的に増大することが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
COVID-19の影響を受け、ほぼ2年間にわたって研究が事実上中断した状態となっていたが、陽子捕獲反応に関する環境中性子の影響を調べることができ、また、この研究結果について共同研究者であるCarlos Bertulani氏と対面で議論する機会を得ることも叶った。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に得られた成果を国際会議で発表し、また共同研究者と議論して論文発表を目指す。
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Report
(4 results)
Research Products
(6 results)
