2019 Fiscal Year Research-status Report
Cluster-Gas States and Low-Density Nuclear Matter
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18K03629
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| Research Institution | Kanto Gakuin University |
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Principal Investigator |
山田 泰一 関東学院大学, 理工学部, 教授 (70200722)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | クラスターガス状態 / アルファ凝縮状態 / アイソスカラーモノポール遷移強度 / テンソル最適化フェルミ球法 / 核物質 / 第一原理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強相関系である原子核には、平均場描像では理解できない様々な多粒子相関が現れるが、クラスター状態はその代表例である。最近クラスターガス状態という新しい存在形態が明らかにされ、宇宙における元素合成で重要な役割をしている12Cホイル状態はその典型例である。また、中性子星の表面などの低密度核物質にはアルファ凝縮状態という特異的な状態が出現すると考えられている。本研究の目的は①クラスターガス状態の拡がりと深さをp殻およびsd殻領域において追究する、さらに、②第一原理による新しい核物質計算法であるテンソル最適化フェルミ球法（TOFS）の理論を発展させて、無限核物質のエネルギーの収束性問題やこれと密接に関連した短距離相関とテンソル相関の役割など原子核物理学の基本問題を解明することである。
本年度は昨年度の研究進展に伴い、上記②に関して、第一原理による新しい核物質計算法であるTOFS理論における連結クラスター展開定理の証明を含んだ論文が研究雑誌「Annals of Physics」に掲載された。また、TOFS理論による最初の核物質への適用として、核力として中心斥力を持つAV4'の核物質計算を行い、既存の方法と同等の結果が得られることを示した論文が掲載された。
一方、①については、A=10の同位体に対してTHSR波動関数による定式化と構造研究を行った。２個のアルファクラスターの周りを運動する２個のバレンス対の相関の記述を改善し、非局在化描像に基づいたTHSR波動関数はＡ=10同位体構造を良く記述することが分かった。一方、リチウム７原子核とホウ素11原子核の構造を良く記述するクラスター模型の波動関数を用いて、この２つの原子核における核力のパリティの破れの効果を調べ、電気双極子モーメントの理論的予言を行った。
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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
テンソル最適化フェルミ球法（TOFS）における定式化と連結クラスター展開定理の証明については「Annals of Physics」に掲載された。また、TOFS法の核物質の初めての適用として、中心斥力を持つAV4'核力を用いた核物質計算結果の成果は論文として「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。これらの成果は2019年9月にイタリアのトレント市で開催された国際研究集会で口頭発表した。
一方、A=10の同位体原子核にTHSR波動関数による定式化と構造研究の成果はPhysical Review C誌に論文として発表された（日中仏独の共同研究）。さらに、7Liと11Bにおける電気双極子モーメントの成果は、Physical Review C誌に論文として発表された。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は本研究計画最終年度であり、これまでの研究を一層進展させると同時に、既に得られている重要な研究成果をまとめて国際会議などにおける発表と論文の作成及び掲載を目指し、本研究計画の総括を行う。以下に、主として実施する個別テーマの推進方策を示す。
(a) テンソル最適化フェルミ球（TOFS）理論による核物質計算：核力としてテンソル力など非中心力を含むAV6'やAV8'を用いた核物質計算では核物質のエネルギーが計算法に依存することが知られており、この原子核物理学の基本問題を解明するために、TOFS法により分析を進める。
(b) 20Neにおける12C核周りの２αガス状態を調べるため、12C+α+α直交条件模型で分析を行う。この模型は3体の自由度をフルに取りいれることができる。12CについてはSU(3)模型波動関数で記述し、12Cの基底回転帯状態（0+、2+、4+）と２つのα粒子運動状態の結合を考慮に入れる。この模型を用いて、結合状態近似の下で12C+α+αガス状態と単極子遷移強度の分析を行う。さらに複素回転座標法と組み合わせて単極子強度関数の分析も行う。
(c)上記(b)の進展を踏まえて、５αガス状態を調べるために、5α直交条件模型の予備計算を開始し、次年度に本格的な数値計算を目指す。20Neの高励起ガス状態からのα崩壊などの興味深い実験データを理論的に解析する。
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| Causes of Carryover |
当初参加する予定であった国内学会や研究会に諸事情のため参加ができなかったために次年度使用額が生じた。これは次年度の論文投稿費や別刷代、ソフトウェア購入代、来日予定の外国人共同研究者との研究打ち合わせなどに使用する予定である。
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Research Products
(13 results)
