2014 Fiscal Year Research-status Report
ニュートリノレス二重ベータ崩壊に対する精密な原子核遷移行列要素
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25400267
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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, 工学部, 准教授 (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) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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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 / 中重核 / 電気双極子モーメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の成果は，ゲルマニウム76原子核とセレン82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。本研究では，殻模型計算と幾つかのタイプの核子対殻模型計算により得られる原子核波動関数を用いて核行列要素の数値解析を実行したところ，模型空間が小さくなるにつれて核行列要素が大きくなることを明らかにした。これまでの先行研究では原子核殻模型，乱雑位相近似，相互作用するボソン模型等により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の先行研究の結果に比べて比較的に小さい核行列要素を予言している。
また本研究では，殻模型により質量数130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。さらに，この相互作用を用いて生成座標法による偶偶核の数値解析を実行し，得られた波動関数を解析することにより，原子核の軸対称変形の効果を取り入れることでイラストバンドを再現できること，三軸非対称変形の効果を取り入れなければガンマバンドを再現できないことを確認した。
その他の成果として，質量数130領域の原子核について，パリティと時間反転対称性を破る相互作用により生じる電気双極子モーメントを計算し，イオン化された原子の電気双極子モーメントの評価を行っている。
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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26年度において，奇奇核の中間状態を考慮した二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を行う計画であったが，現段階ではニュートリノを放出する二重ベータ崩壊の計算コードの開発に留まっており，予定よりも遅れている。一方で，これまでは核子対殻模型でしか計算できなかった質量数130領域の原子核に対して，殻模型計算の数値解析を実行することが可能となり，原子核の励起メカニズムを明らかにする事に成功している。この波動関数を用いて，二重ベータ崩壊の核行列要素の評価を行うことができるようになっており，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 |
中間状態を考慮した二重ベータ崩壊の核行列要素を評価するには，中間状態が関係する一重のベータ崩壊の計算を行う必要があるため，本年度において質量数130領域のベータ崩壊の数値解析を実行する。これと並行して中間状態を考慮した二重ベータ崩壊の数値解析を進める。さらに本研究では，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 |
本年度予算はほぼ計画通りに執行できたが，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。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
相互作用を決定する際に数千万回の計算を行う必要があり，高性能な計算機が必要となることから，その購入に充てる予定である。
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Research Products
(13 results)
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[Presentation] Shell model approach for nuclei with mass around 2202014
Author(s)
Yukiko Kaiura, Naotaka Yoshinaga, and Koji Higashiyama
Organizer
Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
Place of Presentation
Hilton Waikoloa Village Island of Hawaii（アメリカ）
Year and Date
2014-10-07 – 2014-10-11
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[Presentation] Estimation of Schiff moments using the nuclear shell model2014
Author(s)
Eri Teruya, Naotaka Yoshinaga, Ryoichi Arai and Koji Higashiyama
Organizer
Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
Place of Presentation
Hilton Waikoloa Village Island of Hawaii（アメリカ）
Year and Date
2014-10-07 – 2014-10-11
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