2023 Fiscal Year Research-status Report
Microscopic description of fundamental nucleosynthesis processes by large-scale shell-model calculations
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20K03981
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
宇都野 穣 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (10343930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 則孝 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (30419254)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 大規模殻模型計算 / 核構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
元素合成に直接関わる核構造研究として、光核反応断面積の計算を大規模殻模型計算を用いて行った。炭素13については、軽い核でよく使われているWBT相互作用を用い、(1+3)hw空間まで模型空間を広げることによって実験の光核反応断面積をよく再現した。また、ニッケル58について、10~MeV以下のE1、M1励起分布を1hw空間の大規模殻模型計算で求め、こちらも実験値をよく再現することに成功した。これらの成果はいずれもPhysical Review C誌に出版された。また、オスロ大学の大学院生とともに、バナジウム同位体の核準位密度とガンマ線強度関数の計算に取り組んでいる。実験値はよく再現したため、今後、その物理的解釈に進んでいく予定である。
元素合成過程において中重核の構造の理解は欠かせない。それを視野に入れ、カドミウム同位体および水銀同位体の核構造の系統的な計算を行った。カドミウム同位体については、これまで11/2-状態の電気的四重極モーメントの中性子数依存性が生じる原因として、対相関がよい極限であるセニョリティ描像によって理解されてきたが、大規模殻模型計算の結果、セニョリティ量子数は現実的にはよい量子数とはいえず、プロレート変形しているという視点からよく理解されるという新しい見方を打ち出した。水銀同位体については、集団的な状態とスピンがアラインしている状態との競合によって、実験で観測されている核異性体が出現することを示した。前者についてはPhysical Review C誌に出版され、後者は投稿中である。
その他にも、不安定核やガンマ線分光の実験と共著で複数の論文を出版した。
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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
大規模殻模型計算による研究成果が順調に出版されている。本研究課題では、光核反応断面積で調べられる比較的励起エネルギーが高い領域にも着目しているが、その記述にも成功していることから、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究をより発展させ、光核反応断面積、核準位密度、ガンマ線強度関数のより系統的な計算を行う。光核反応断面積については、カルシウムよりも軽い、sd殻領域の原子核をカバーする殻模型相互作用を作成し、それを使った大規模殻模型計算を行う。核準位密度やガンマ線強度関数についても、オスロ大学との共同研究のもと、計算値をオスロ法を用いた実験データと比較し、そこから元素合成過程に資するデータベース構築の第一歩を踏み出す。
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| Causes of Carryover |
令和4年度以前のコロナ禍によって、学会参加等による研究発表に係る旅費等を当初計画どおりに執行できず、令和5年度当初は60万円ほど残っていた。コロナ禍が明けた今年度は外国出張でその多くを使用したものの、予定よりも国内出張が少なかったことから10万円弱の次年度使用額が生じた。次年度使用額は、令和6年度において予定している共同研究者との研究打合せに使用する。
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[Journal Article] Onset of collectivity for argon isotopes close to N=322024
Author(s)
Linh B. D.、Corsi A.、Gillibert A.、Obertelli A.、Doornenbal P.、Barbieri C.、Duguet T.、G?mez-Ramos M.、Holt J. D.、Hu B. S.、Miyagi T.、Moro A. M.、Navratil P.、Ogata K.、P?ru S.、Phuc N. T. T.、Shimizu N.、Soma V.、Utsuno Y. et al.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 109
Pages: 034312-1～15
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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