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構造を仮定しない計算による「原子核パスタ」の研究

Publicly Offered Research

Project AreaResearch on the Emergence of Hierarchical Structure of Matter by Bridging Particle, Nuclear and Astrophysics in Computational Science
Project/Area Number 23105712
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

丸山 敏毅  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354882)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords結晶格子 / 低密度原子核物質 / 非一様構造 / 中性子星 / 超新星コア / 原子核物質 / パスタ構造 / 一次相転移 / 平均場理論 / Wigner-Seitzセル
Outline of Annual Research Achievements

標準原子核密度以下の原子核物質の非一様構造を、相対論的平均場模型を用いた数値計算で調べた。
構造を仮定しない大きなセルでの計算を、低密度領域に対して実行したところ、従来の研究では球形の原子核が体心立方(bcc)格子を作って整列するものとされてきたが、我々の計算では球形核から円筒状の棒に移り変わる比較的高い密度領域で、面心立方(fcc)格子を作る様子が陽子含有率を固定した場合に見られた。bcc格子はクーロンエネルギーを最低にする構造であるため、球形核の作る結晶格子はbccとなると考えられてきたのである。比較的高い密度でfccとなる原因を調べたところ、bcc格子を組む場合とfccを組む場合では球形核の大きさに違いが現れ、核の結合エネルギーまで含めたエネルギー比較においてfccが有利となっていたことが明らかになった。
次に中性子星表面のベータ平衡な物質について調べたところ、以前の我々の構造を仮定した計算では球形核以外は現れなかったのに対し、球形核と棒状核の構造が現れること、球形核の作る格子は低密度側でbccだが棒状核との境界領域でfccが現れることが分かった。原因はやはり核の大きさに違いが出ることと、陽子含有率にも違いが出ることで系のエネルギーでfccが有利となっていた。
また、計算で得られた構造にゆがんだ周期的境界条件を課した上でエネルギーの変化を計算し、それを元に物質の剪断弾性率を求める方法を考案した。中性子星表面の剪断振動や強度を計算することでグリッチや星震の研究に繋げたい。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Shear oscillations in the hadron-quark mixed phase2013

    • Author(s)
      H. Sotani, T. Maruyama, T. Tatsumi
    • Journal Title

      Nucl. Phys. A

      Volume: 906 Pages: 37-37

    • NAID

      120005244399

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three dimensional structure of low-density nuclear matter2012

    • Author(s)
      M. Okamoto, T. Maruyama, K. Yabana, T. Tatsumi
    • Journal Title

      Phys. Lett. B

      Volume: 713 Issue: 3 Pages: 284-288

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.05.046

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-uniform structures in low-density nuclear matter and neutron star crust2012

    • Author(s)
      M. Okamoto, T. Maruyama, K. Yabana, T. Tatsumi
    • Journal Title

      Proc. of Sci.

      Volume: NIC XII Pages: 218-218

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional Calculation of Inhomogeneous Structure in Low-Density Nuclear Matter2011

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • Journal Title

      Nucleation Theory and Applications, Dubna JINR(ed.J.W.Schmelzer, G.Roepke, and V.B.Priezzhev)

      Volume: 5 Pages: 301-312

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and properties of nuclear matter in compact stars2012

    • Author(s)
      T.Maruyama, M.Okamoto, N.Yasutake, T.Tatsumi,
    • Organizer
      VII Italy-Japan symposium on nuclear physics”, 19-23 Nov. 2012, Milan (Italy)
    • Place of Presentation
      University of Milan (Milan, Italy)
    • Year and Date
      2012-11-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Non-uniform structure in low-density nuclear matter and neutron star crust2012

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi,
    • Organizer
      12th Int. Symp. "Nuclei in the Cosmos"
    • Place of Presentation
      Cairns Convention Centre (Cairns, Australia)
    • Year and Date
      2012-08-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2012

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • Organizer
      1st International School for Strangeness Nuclear Physics
    • Place of Presentation
      東海村、仙台市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2012

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • Organizer
      Future Prospect of Hadron Physics at J-PARC and Large Scale Computational Physics
    • Place of Presentation
      東海村
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 低密度原子核物質の非一様構造と中性子星のクラスト2012

    • Author(s)
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • Organizer
      日本物理学会67回年次大会
    • Place of Presentation
      西宮市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional calculation of inhomogeneous structure in low-density nuclear matter2011

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • Organizer
      15^<th> Research Workshop on Nucleation Theory and Applications
    • Place of Presentation
      Dubna (Russia)(招待講演)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 低密度原子核物質の非一様構造への系統的計算2011

    • Author(s)
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造を仮定しない計算による低密度核物質の非一様構造2011

    • Author(s)
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • Organizer
      核宇宙融合による計算基礎物理学の進展研究会
    • Place of Presentation
      志摩市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2011

    • Author(s)
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • Organizer
      11^<th> International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • Place of Presentation
      和光市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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