2020 Fiscal Year Research-status Report
Low-energy monopole and dipole modes in light nuclei
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18K03617
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金田 佳子 京都大学, 理学研究科, 准教授 (40300678)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | クラスター / 陽子散乱 / 中性子過剰核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、安定原子核、不安定原子核の低エネルギー励起モードの理論研究を進めた。特に、酸素同位体やMg同位体などsd-shell核の励起モードに焦点をあて、反対称化分子動力学法やそれを拡張した微視的構造計算を用いて低エネルギーの励起状態の構造の詳細を調べた。これらの原子核のdensityおよびtransition density計算し、励起モードの特徴を解析し、アイソスピンモードの特徴を解明した。さらに、得られたdensityをinputにして、微視的な反応計算を行い、陽子非弾性散乱、α非弾性散乱の計算を系統的に行った。微視的反応計算では、Melbourne g matrixを用いたcoupled-channel反応計算を用い、多様な原子核の(p,p'), (alpha,alpha')散乱に適用し、観測された断面積が見事に再現できることを確認した。回転体などのバンド構造を同定する上で、proton, alpha非弾性散乱の断面積データが非常に有効であることを確認し、基底回転帯だけでなく、side bandやnegative-parity bandの決定に初めて成功した。
酸素同位体では低エネルギーに出現する双極子モードの研究を行った。18O,20Oには２つの低エネルギー双極子モードが出現するという結果が得られた。それらの励起状態には、クラスター構造に起因した変形と余剰中性子が重要な役割を果たすことを明らかにした。渦型の励起モードが16O,18O,20Oで系統的に出現するという理論的予言を行った。
微視的な理論手法に基づいた研究により、原子核励起状態の構造を詳細に記述するだけでなく、非弾性散乱のデータと直接対応づけて実験的検証を行うことにより新しい知見が得られる点は特筆すべき成果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
微視的理論計算による解析で新しい励起モードの構造解析や予言を行うだけでなく、微視的構造計算で求めた密度および遷移密度をインプットとして原子核反応計算を行うことで、非弾性散乱実験と直接対応づけることに成功した。観測データから、直接、構造の検証を行い、遷移強度の情報を引き出すことが可能となった
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、励起モードの系統的研究を進め、中性子過剰核における新しい励起モードの探索を行う。原子核の変形やクラスター構造の発達にともなって現れる新しいタイプの励起モードに注目し、余剰中性子と変形・クラスターの役割を明らかにする。励起モードの解明には、そのモードのアイソスピンの性質を詳細に解析することで、余剰中性子と変形芯の運動によって生じるダイナミクスを調べる。同位体に沿って系統的な研究を進めることで、励起モードの普遍性と余剰中性子数に依存した励起モードの変化を明らかにする。
また、陽子非弾性散乱、α非弾性散乱についても、構造計算をインプットとした反応計算によって断面積を計算し、観測された断面積との対応づけによって、密度分布および遷移密度、遷移強度を決定する。酸素同位体、炭素同位体については、負パリティ状態への遷移について研究を進める。構造のインプットとして、いくつかの遷移密度を用意してシミュレートを行い、非弾性散乱の断面積への影響を調べて、断面積情報から得られる構造の諸量について定量的な評価を行う。中性子過剰核における非弾性散乱断面積の理論的予言を行い、今後の実験計画に対して具体的な貢献を果たす。
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| Causes of Carryover |
当該年度６月にロシアで開催予定であった大規模な国際会議が延期となり、また国内に開催計画のあった国内・国際研究集会が延期となった。国際会議では招待講演を受けており、延期された国際会議に参加するための海外旅費として使用する計画である。さらに、国際研究協力を推進しているので、海外からの研究者招聘、および、共同研究のための海外渡航を予定していたが、当該年はオンラインやメールでの共同研究に切り替えて、海外渡航は次年度に行う計画である。さらに、研究課題を進める中で予想外に成果があがったため、当該年度は論文執筆を優先させた。そこで明らかになった新たな課題に取り組むために次年度に計算機等の集中的に整備するための物品購入費として使用する計画である。
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