2016 Fiscal Year Annual Research Report
The equation of state of neutron rich dilute nuclear matter investigated by ultracold atomic gases
| Project Area | Nuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations |
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| Project/Area Number |
24105006
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堀越 宗一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00581787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中務 孝 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (40333786)
向山 敬 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (70376490)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 極低温原子気体 / 原子物理 / 原子核物理 / フェルミ粒子 / 超流動 / 中性子星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質波の大きさが粒子の大きさに比べ顕著になる量子系においては、相互作用ポテンシャルの厳密な形や質量等の粒子個別の個性はなくなり、量子性や統計性が粒子系の物理を支配する。この普遍的な原理に基づき、我々は極低温原子気体実験（以下冷却原子）により核子系の物理的性質の研究を進めている。今年度は以下の進展と成果が得られた。
①s波相互作用：実験で得られている熱力学量をギャップ方程式に代入することにより、BCS-BECクロスオーバー領域の強く相互作用しているフェルミ粒子系の超流動ギャップが得られることを発見した。この結果により、フェルミ粒子系が強く相互作用していても、基底状態の波動関数は弱い相互作用領域で成り立つBCSの平均場とほぼ等しい状態を持っており、加えて超流動相に入れない超流動揺らぎが存在する事を明らかにした。さらに任意の相互作用領域で熱力学量を高精度に決定する手法を確立した。
②p波相互作用：光格子ポテンシャルによって冷却原子を２次元的に閉じ込め，p波フェッシュバッハ共鳴を用いてp波分子を生成することにより，作られたp波分子の軌道角運動量の量子数を制御することに成功した。リチウム原子では軌道角運動量の量子数の異なるフェッシュバッハ共鳴の共鳴磁場が極めて近く，両者の分離が難しいために軌道角運動量の制御に成功した例はなかった。
③理論研究：原子核のエネルギー汎関数を用いた計算で示唆される相関関係を用いて、冷却原子実験の結果から鉛208原子核の中性子スキン厚を評価し、最近の原子核実験と矛盾しない値であることが確認できた。低密度 EOS が直接影響する対象として考えられる中性子星の内殻に現れると予想されているスラブ相に対して、厳密な境界条件を取り入れた自己無撞着バンド計算のコードを開発し数値計算を実行した。低密度においてこれまでの近似手法と有意な差が現れることがわかった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(31 results)
