Description of nucleosynthesis by a quantum reaction theory under extreme environment
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20K03971
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyushu University (2022)
Osaka University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
緒方 一介 九州大学, 理学研究院, 教授 (50346764)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 元素合成 / 量子反応 / 極端環境 / 多重中性子捕獲 |
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| Outline of Research at the Start |
中性子星合体で実現していると期待される、環境中性子に取り囲まれた状況下での中性子捕獲過程を描く量子反応理論を構築する。環境中性子を一体場として取り扱うアプローチと、複数の中性子の時間発展を陽に追跡するアプローチを併用し、極端環境下の量子反応を描述する新しい枠組みを開発する。さらに、得られた成果を元素合成シミュレーションに提供し、重元素の生成シナリオへの影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
海外の研究者との対面での打ち合わせは依然として困難な状況が続き、また改善の見通しもクリアでなかったため、「極端環境下における量子反応現象」を広く捉えることとし、研究計画の見直しを行った。具体的には、量子反応の観測を考える際に、観測で指定する自由度(対象系)とそれ以外の自由度(環境系)に分けることにより、後者が前者に及ぼす影響を多様な原子核反応について研究するという方針を立てた。申請時に掲げた「背景(環境)中性子が存在する際の中性子捕獲反応」は、その代表的な例として研究対象に含まれることになる。
上記の研究内容は、開放系の物理として近年着目されている課題とオーバーラップが大きく、国内においても多くの研究者との議論が可能であり、COVID-19に大きくは影響されないという期待もあった。
本年度はこのような新しい観点に立ち、必要となる基礎知識の獲得や関連する研究の最新情報の収集に努めた。その傍らで、原子核の反応現象に関与し得る自由度の変化が反応系の(少なくとも見かけの)量子性に影響するという事実に着目し、研究を推進した。具体的には、測定粒子が示す干渉性(コヒーレンス)の消失度を評価する新しい指標「空間的デコヒーレンスパラメータ」を提案し、反応で活性化し得る自由度の数とともに、この指標が変化していくさまを見出した。本研究の成果は、いくつかの研究会で招待講演として発表した他、現在、学術論文として投稿を準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19の影響により本研究は長期にわたり中断を余儀なくされた。渡航条件の緩和など、以前の研究環境を取り戻せる動きも見えてきたが、当初の研究計画どおりに海外の研究者と対面で議論することは難しい状況であった。
その一方、上記「研究実績の概要」で述べたとおり、COVID-19の影響下にあっても実施できる形に研究内容を一部修正し、一定の成果を得ることができた。次年度(以降)につながる研究の萌芽がみられたことも挙げておきたい。とはいえ、当初の遅れを挽回するには至っていないため、上記区分とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述のとおり、研究内容(計画)を一部変更し、海外の研究協力者との対面での議論ができない状況でも成果を出せる形を見出せた。特に核反応現象において「環境」の自由度により創発されるデコヒーレンスは、本研究課題の趣旨に沿う、新しく重要な課題であると考えている。ただしCOVID-19によって生じた2年近くに及ぶ研究の遅延を取り戻せるかどうかはクリアではなく、場合によってはもう1年の研究期間延長を申請し、より多くの研究成果が残せる形にしたいと考えている。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
