Theoretical Studies for Practical Realization of Muon Catalyzed Fusion

• Project/Area Number: 24K00549
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 木野 康志 東北大学, 理学研究科, 教授 (00272005)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 琢磨 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (40844965)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2025: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: ミュオン / ミュオン触媒核融合 / 少数多体系 / エキゾチック原子・分子 / 核融合

Outline of Research at the Start

μCFの反応を促進するためには、μを含む原子・分子過程や核反応過程の定量的な理解が不可欠である。μの質量は、水素原子核と電子の中間の大きさとなるため、量子少数多体系の厳密な取り扱いが必要となる。本研究では、μCFに関するμ原子分子過程や核反応過程を網羅的に理論計算し、μCF実用化に向け効率を最大化する実験条件を探索し、μCF実用化に向けた研究開発に指針を与える。これまで摂動論で済まされてきたμ原子・分子の周囲の電子が反応に与える効果や、μ原子・分子との電子の反応を、独自に開発した量子少数多体系計算法により明らかにする。また、μCF という量子少数多体系を量子多体系研究の試験場として確立する。