2018 Fiscal Year Research-status Report
二重ベータ崩壊の半減期評価のための原子核構造の精密計算
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17K05450
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
東山 幸司 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (60433679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉永 尚孝 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00192427)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原子核構造 / 二重ベータ崩壊 / 殻模型 / 核子対殻模型 / 生成座標法 / 理論核物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の成果は，ジルコニウム96原子核およびルテニウム96原子核に対して，ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素を評価したことである。ジルコニウム96原子核に対する二重ベータ崩壊の核行列要素の理論研究はあまり行われていなかったが，本研究により初めて平均場を超えた殻模型による数値解析に成功した。これまでに乱雑位相近似，相互作用するボソン模型等の先行研究で核行列計算が計算されてきたが，本研究の計算結果はこれらに比べて小さい核行列要素を予言している。
また本研究では，質量数210領域，質量数220領域の偶偶核・奇核・奇奇核について殻模型により精密計算を行い，原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間に働く相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため，本研究では現象論的な有効相互作用を用いて数値解析を実行し，幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。計算で得られたエネルギー準位と実験値を比較することにより，コア励起に起因する八重極励起の影響が低エネルギー状態に現れることが分かった。
その他の成果として，水銀199原子核について，パリティと時間反転対称性（PT）を破る相互作用により生じるシッフモーメントを計算し，原子の電気双極子モーメントの評価を行っている。計算結果を解析することにより，PTを破る相互作用により生じるシッフモーメントは特定のエネルギー準位が大きく寄与することが明らかになった。
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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
本研究では平成30年度において，質量数100領域のニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算および質量数150領域の原子核構造の数値解析を行う計画であった。質量数100領域のジルコニウム96原子核およびルテニウム96原子核に対して，二重ベータ崩壊の核行列要素を評価している。ただ，質量数150領域の原子核構造の計算は行っておらず，その点では予定よりも遅れている。一方で，質量数210領域および質量数220領域の原子核構造の数値解析は進んでおり，研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では令和元年度において，質量数100領域におけるニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を目指す。現在は質量数100領域の原子核の有効相互作用を修正する作業を進めており，これが完了した後に二重ベータ崩壊の核行列要素を計算する。これと並行して，質量数150領域の原子核構造の解明を目指す。この領域の原子核を計算するための計算コードの改良は行っており，質量数150領域の有効相互作用を決定する段階である。偶偶核・奇核・奇奇核のエネルギー準位・電磁遷移の実験値を同時に再現するように相互作用を決定し，核子対殻模型の波動関数を詳細に解析することで原子核構造を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
科学技術計算向け計算機の価格が購入予定額と一致しなかったため，次年度使用額が生じたが，研究発表の旅費および研究を遂行するために必要なワークステーションの購入する費用に充てることを計画している。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] High-spin structure in the transitional nucleus Xe131: Competitive neutron and proton alignment in the vicinity of the N=82 shell closure2018
Author(s)
L. Kaya, A. Vogt, P. Reiter, M. Siciliano, B. Birkenbach, A. Blazhev, L. Coraggio, E. Teruya, N. Yoshinaga, K. Higashiyama, 他
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 98
Pages: 014309/1-19
DOI
Peer Reviewed
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