核子対相関と非束縛状態を基とした核構造の多様性の系統的解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03636
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 升井 洋志 北見工業大学, 工学部, 教授 (30396345)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 中性子-中性子相関 / 連続状態相関 / Halo構造 / 不安定核

Outline of Annual Research Achievements

これまで本申請において（１）陽子-中性子相関におけるテンソル力の影響が非束縛状態の構造依存性、（２）中性子-中性子相関が核構造に与える影響という2つの対象について、コア核と価核子の模型空間でのCluster Orbital Shell Model (COSM）を用いて精密な計算を行ってきた。（１）については18F (16O+p+n), 42Sc (40Ca+p+n), 58Cu (56Ni+p+n)の3つの原子核を対象として、価核子である陽子と中性子が占めることのできる連続状態の構造が、テンソル力を通じて3体の束縛状態である18F, 42Sc, 58Cuの基底状態および励起状態の準位に影響を与えることを示した。（２）については31F(29F+n+n)における中性子-中性子相関と部分系である30F(29F+n)の準位間のエネルギー間隔とが密接に関連し、31FのHalo構造の発達および抑制を30Fの準位のエネルギー間隔の関数として表現することが可能であり、「新たなAnti-Halo効果」として定義できることを示した。さらに、炭素同位体における3体模型計算において、模型空間の制限が与える連続状態の寄与の変化について、Gaussian基底による十分広い模型空間と１粒子状態のエネルギーが制限された空間での結果を比較し、連続状態の寄与が与える波動関数の広がりを議論した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本申請は(I)現実的核力が引き起こす核子相関の精密な解析および(II)価核子の模型空間における非束縛状態が核構造に与える影響の解明の二つを研究期間である3年間で明らかにすることが目的である。それらの理論的解明にあたり「ガウス基底によるM-schemeクラスター殻模型的アプローチ(M-scheme COSM)」を計算手法の主軸とし、(a)核内での相関を微視的視点で解析、(b)コア核内での重陽子相関が価核子空間に与える影響の解明、(c)重陽子-重陽子相関を取り扱える模型空間への拡張、の三つを具体的研究遂行手段としてあげている。これまで現実的核力を用いたテンソル相関と中性子-中性子相関については、非束縛状態の効果が十分に取り入れられる微視的取り扱いを十分に行ってきた。とくに核子相関とHaloのような原子核全体の構造の変化は核内のエネルギー準位を説明変数とすることで相関が記述できることを示した。
これまでの研究成果は国際会議ならびに国内の学会において発表済みであり、かつ学術論文として発表している。本研究課題の申請年数は2018年年度から2020年度までの３年であったが、昨年度は新型コロナウィルス感染拡大の影響を受けたことによる発表機会の減少および対面議論が実施困難な現状であったため2年の延長を申請し、承認されていた。

Strategy for Future Research Activity

本申請の残りの課題として(b)コア核内での重陽子相関が価核子空間に与える影響の解明と(c)重陽子-重陽子相関を取り扱える模型空間への拡張がある。コア核の記述にM-Scheme COSMを適用した多体計算を行うことで(b)の課題に取り組み、(c)について価核子の模型空間に対して準重陽子を構成粒子とした多体計算をM-Scheme COSMで行う。
M-Scheme COSMの計算コードについてはこれまでに酸素同位体の構造計算を行った際のものを拡張することで対応可能である。さらに、より具体的な研究対象として炭素同位体を設定し、2022年度に議論した連続状態の寄与を十分に取り入れたM-Scheme COSMの計算を展開する。

Causes of Carryover

2021年度に引き続き、2022年度も多くの国際会議がオンラインとなった。そのため、こ研究発表の費用として計上していた予算の支出先が無くなったため、次年度使用額が生じた。国内における対面議論および学会・研究会の機会は改善されつつあるため、予算配分を変更して対応する。