余剰中性子によるクラスター構造安定化機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K17662
• Research Institution: Matsue National College of Technology
• Principal Investigator: 須原 唯広 松江工業高等専門学校, 数理科学科, 講師 (10708407)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: クラスター構造 / 中性子過剰核

Outline of Annual Research Achievements

14Cのリニアチェイン構造に関して実験グループと共同研究を行い、申請者が予言した回転バンドと実験結果との比較を行った。リニアチェイン状態のα幅に対する計算も行い、より詳細に実験との対応を議論できるようにした。結果として、申請者が提唱した0+, 2+, 4+の回転バンドに対応する状態が見つかった。閾値からのエネルギーが理論計算と実験結果で非常によく一致するだけでなく、α幅についてもかなり良い対応が見られることが分かった。これはリニアチェイン状態存在の強力な証拠と言える。また、リニアチェイン構造が10Be+α共鳴散乱実験によって見つかり、幅がよく対応していることから、リニアチェイン構造内の10Be+α相関についても確認された、と考えられる。
またクラスター構造の壊れに関する模型、反対称化準クラスター模型（AQCM）、を中重核領域まで適用し、クラスターの壊れを表現できるかどうかを確認した。AQCMはjj結合シェル模型波動関数とクラスター模型波動関数を滑らかに繋ぐ模型であるが、これが中重核領域でも適用可能であることを示した。
現実的核力を用いた核構造、特にクラスター構造、の研究に用いる予定の理論である、テンソル最適化反対称化分子動力学（TOAMD）の開発が進んだ。TOAMDは相関関数を作用させることで、テンソル力の働きを取り込むが、その相関関数の数を段々と増やすことで、逐次変分法として扱えることが分かった。具体的に3Hと4Heの基底状態を計算し、様々な第一原理計算と比べても遜色のない理論模型であることが分かった。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

中性子過剰核におけるリニアチェイン構造の回転バンドが実験的に見つかったのは望外の成果であった。またTOAMDが、現実的核力を非常によく取り扱えることが実証されたことは、今後の研究を進めていく上で非常に大きな成果であった。

Strategy for Future Research Activity

TOAMDにパリティ角運動量射影と生成座標法を実装し、現実的核力から出発した中性子過剰核におけるクラスター構造計算の準備を進める。
また、伝統的クラスター模型を用いてより詳細に中性子過剰なC同位体の研究を行う。

Causes of Carryover

参加を予定していた研究会が、本務のため参加不可能になったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

発表の旅費として利用する。

Research Products

• [Journal Article] Experimental investigation of a linear-chain structure in the nucleus 14C (2017)
  • Author(s): H. Yamaguchi, D. Kahl, S. Hayakawa, Y. Sakaguchi, K. Abe, T. Nakao, T. Suhara, N. Iwasa, A. Kim, D.H. Kim, S.M. Cha, M.S. Kwag, J.H. Lee, E.J. Lee, K.Y. Chae, Y. Wakabayashi, N. Imai, N. Kitamura, P. Lee, J.Y. Moon, K.B. Lee, C. Akers, H.S. Jung, N.N. Duy, L.H. Khiem, and C.S. Lee
  • Journal Title: Phys. Lett. B Volume: 766 Pages: 11(1-6)
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.12.050
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tensor-optimized antisymmetrized molecular dynamics as a successive variational method in nuclear many-body system (2017)
  • Author(s): Takayuki Myo, Hiroshi Toki, Kiyomi Ikeda, Hisashi Horiuchi, and Tadahiro Suhara
  • Journal Title: Phys. Lett. B Volume: 769 Pages: 213(1-6)
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.physletb.2017.03.059
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] General transformation of α cluster model wave function to jj-coupling shell model in various 4N nuclei (2016)
  • Author(s): Naoyuki Itagaki, Hideaki Matsuno, and Tadahiro Suhara
  • Journal Title: Prog. Theor. Exp. Phys. Volume: 2016 Pages: 093D01(1-19)
  • DOI: https://doi.org/10.1093/ptep/ptw125
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Antisymmetrized molecular dynamics studies for exotic clustering phenomena in neutron-rich nuclei (2016)
  • Author(s): M. Kimura, T. Suhara, and Y. Kanada-En’yo
  • Journal Title: Eur. Phys. J. A Volume: 52 Pages: 373(1-38)
  • DOI: 10.1140/epja/i2016-16373-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] クラスター・シェル競合によるクラスター構造の変化 (2017)
  • Author(s): 須原 唯広
  • Organizer: 研究会「クラスター・平均場の両側面からみる原子核構造の多様性とそのダイナミクス」
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2017-01-19 – 2017-01-20
• [Presentation] α-cluster breaking effects on cluster structures in 12C (2016)
  • Author(s): Tadahiro Suhara
  • Organizer: 11th International Conference on Clustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics (Cluster16)
  • Place of Presentation: Napoli, Italy
  • Year and Date: 2016-05-23 – 2016-05-27
  • Int'l Joint Research