2014 Fiscal Year Research-status Report
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26400283
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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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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | クラスターガス的構造 / 希薄アルファ凝縮状態 / 単極子遷移強度 / ハイパー原子核 |
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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、12Cのホイル状態は3αガス的構造を持ち、さらに凝縮的様相を有していることが確定している。このクラスターガス状態の拡がりと深さを追究するために、それぞれ非4n核とsd殻核の代表例である13Cと20Neに焦点を当てて、クラスター模型で構造分析を行った。
13Cでは、理論的な説明が困難であった基底状態から第１・第２励起1/2-状態への単極子遷移強度が他の物理量も含めて初めて説明できることを示し、これらの励起状態がクラスター構造を持つことを明らかにした。さらに、クラスターガス状態が1/2+状態に存在することを明らかにした。
20Neでは、12C+α+α閾値近傍までの６個の0+状態のうち、４番目の状態まで実験データと良い対応が得られた：基底状態、殻模型的(4,2)状態、16O+αの高次節状態、12C+8Be的状態。この他にクラスターガス状態の候補と思われるものを初めて発見し、27年度以降の研究で詳細を明らかにする。
ハイパー核研究にHyper-THSRという新しい理論の枠組みを提唱し、Be-9-Lambdaの基底回転帯状態が単一のHyper-THSR波動関数で良く記述できることを示した。さらに、20Neと9Beの構造分析を行い、前者の反転2重項および後者の基底回転帯がそれぞれ単一のTHSR波動関数で良く記述できることを見出した。ハイパー核を含めて軽い核ではContainer描像が良く成立していることを明らかにした。212Poにおけるα崩壊の問題について、新しいアプローチで分析を進めた。
2014年5月に原子核クラスター物理学に関する国際会議(SOTANCP3)を関東学院大学で開催し、成功裡に終えた。
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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
13Cについては、4体の「３α+n直交条件模型」での本格的な数値計算を行い、この原子核におけるクラスター構造と単極子遷移強度についての研究結果を論文としてまとめて学術雑誌に投稿した。この成果は「単極子遷移強度がクラスター状態同定に有効な物理量である」という申請者らが最近提唱している理論を支持するものである。
「20Neにおける12C+α+αガス状態」の研究については、従来のクラスター構造研究では議論が困難であった12C＋α＋α閾値エネルギー近傍までの0+状態の構造研究を発展させて、先行研究で得られた基底状態を含む４つの0+状態以外に12C＋α＋α閾値近傍の0+状態の構造についての情報を理論的に初めて得ることができた。これは27年度の研究実施計画で予定されている本格的な数値計算につながる成果である。
「16Oの４α鎖状態およびα+12C(Hoyle)状態の研究」については「４α直交条件模型」による予備的な成果が得られており、これを基に27年度に本格的な大規模数値計算を行うための準備を整えた。
20Neと9BeにおいてTHSR波動関数を用いた構造計算を行い、前者の反転2重項状態および後者の基底回転帯状態における分析結果を論文にまとめ、それぞれが学術雑誌「Physical Review C」の第９０巻、第９１巻に掲載された。また、212Poにおけるα崩壊についての研究成果は「Physical Review C」の第９０巻に掲載された。
ハイパー核構造研究に「Hyper-THSR波動関数」という新しい波動関数を初めて適用し、Be-9-Lambda核の基底回転帯状態に関する分析結果を論文としてまとめ、この論文は学術雑誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度の20Neにおける構造研究の成果を基に、ガウス関数基底を用いて空間的に拡がったより大きな模型空間を持つ「12C+α+α直交条件模型」の本格的な数値計算を進める。さらに、クラスター状態同定に有効な物理量である単極子遷移強度も含めて分析を行う。結合状態近似での分析結果をまとめて、27年度末までに論文を作成・投稿を目指す。その後は、来る実験データとの対応をつけるために、複素回転座標法を用いて、共鳴状態の構造とアイソスカラー型の単極子励起強度関数の分析を行う。さらに、クラスターガス状態の研究を進める上で避けて通れない５αガス状態や５α鎖状態を含めて、励起エネルギーで20MeV領域までのクラスター状態の解明（28-29年度）を目指して、「５α直交条件模型」での本格的な研究を進めるための準備を27年度から開始する。
16Oについては4α直交条件模型やTHSR波動関数を用いて、４α鎖状態およびα+12C(ホイル状態)の研究を大きく進展させ、1967年以来の問題の解決を目指す。予備的な成果が既に得られているが、これを踏まえて模型空間がより広い大規模な数値計算を行う。これらの成果は27年度の終了までに論文を作成・投稿を目指す。11Bに関しては、これまでの3/2-及び1/2+以外の角運動量状態の構造研究の数値計算を終了させて、27年度末までに論文作成と投稿を目指す。
「中性子過剰核におけるクラスター構造と単極子遷移強度」の研究の準備をスタートさせて、28-29年度で本格的な研究ができるようにする。ハイパー核研究に関してはHyper-THSR波動関数をC-13-Lambdaに適用し、予備的な計算で発見された３α鎖状態にΛ粒子が結合した新しい状態や12C(Hoyle)+Λ状態などを中心にハイパー核生成反応の強度関数も含めて、28年度に本格的な研究が開始できるように準備を行う。
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