複素G行列有効核力に基づく微視的核反応研究の新展開

• 研究課題/領域番号: 15K05087
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 櫻木 弘之 大阪市立大学, 総務課, 副学長 (90183821)
• 連携研究者: 古本 猛憲 横浜国立大学, 教育学部, 准教授 (20581086) ; 山本 安夫 理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員研究員 (80124866)
• 研究協力者: 緒方 一介 ; 佐藤 弘一 ; 千葉 陽平 ; 菊地 右馬 ; 金子 祥太朗
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 微視的核反応理論 / 複素Ｇ行列有効核力 / 三体核力 / チャネル結合法 / 不安定核 / 高密度核媒質 / 中性子星 / 微視的核反応理論の新展開 / 複素G行列 / 重イオン散乱 / 高密度核物質 / 原子核間相互作用 / 遷移密度 / 核物質 / 複素Ｇ行列

研究成果の概要

本研究は、先行研究で構築し大きな成功を収めた、三体・四体力効果を含む「複素Ｇ行列有効核力」に基づく微視的光学ポテンシャル模型を、非弾性散乱や分解反応過程を含む広範な核反応にも適用できるよう拡張した「微視的核反応理論」の定式化を行うと共に、実用化に向けた計算コード開発を行った。更に、種々の実験データとの比較によりその有効性・実用性の検証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子多体系である原子核の構造や反応を、原子核の基本構成要素である核子の間に作用する基本相互作用（核力）に基づいて微視的に理解し説明することは、原子核物理学の究極の学術的問いであり、目標である。これまで、原子核反応を核力から出発して曖昧さなく記述することは極めて困難とされてきたが、過去１０年間にわたる先行研究で、弾性散乱と言われるエネルギーや核種の転換を伴わない単純な反応についてのみ、核力から出発して微視的に理解する手法が確立されてきたが、一般の原子核反応過程については未解明であった。今回の研究では、これを弾性散乱いがいの複雑な一般の核反応にも適用できるよう拡張した理論を構築し有効性を検証した。

研究成果

• [国際共同研究] Beihang University, Beijin/Institute of Modern Physics,/Medical College of Soochow(中国)
• [国際共同研究] Beihang University, Beijin/Institute of Modern Physics, Lanzhou/Medical College of Soochow University(中国)
• [雑誌論文] Repulsive three-body force and channel-coupling effects via 12C + 12C scattering at 100A MeV (2017)
  • 著者名/発表者名: W. W. Qu, G. L. Zhang, S. Terashima, T. Furumoto, Y. Ayyad, Z. Q. Chen, C. L. Guo, A. Inoue, X. Y. Le, H. J. Ong, D. Y. Pang, H. Sakaguchi, Y. Sakuragi, B. H. Sun, A. Tamii, I. Tanihata, T. F. Wang, R. Wada, and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 95 号: 4 ページ: 044616-044616
  • DOI: 10.1103/physrevc.95.044616
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Saturation of Nuclear Matter and Roles of Many-Body Forces: - nuclear matter in neutron stars probed by nucleus-nucleus scattering - (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukinori Sakuragi
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 06A 号: 6 ページ: 06A106-06A106
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw072
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Medium effect in high-density nuclear matter probed by a systematic analysis of nucleus-nucleus elastic scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furumoto, Y. Sakuragi, and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 94 号: 4 ページ: 044620-044620
  • DOI: 10.1103/physrevc.94.044620
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Approach to high-density nuclear matter via nucleus-nucleus elastic scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furumoto, Y. Sakuragi, Y. Yamamoto
  • 雑誌名: ACTA PHYSICA POLONICA B 巻: 47 ページ: 853-858
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Saturation of nuclear matter and many-body forces : nuclear matter in neutron star probed by nucleus-nucleus scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuragi
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics Special Section 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of repulsive three-body force in 12C + 12C scattering at 100A MeV (2015)
  • 著者名/発表者名: W. W. Qu, G. L. Zhang, S. Terashima, T. Furumoto, Y. Ayyad, Z. Q. Chen, C. L. Guo, A. Inoue, X. Y. Le, H. J. Ong, D. Y. Pang, H. Sakaguchi, Y. Sakuragi, B. H. Sun, A. Tamii, I. Tanihata, T.F. Wang, R. Wada, and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 751 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.10.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 24Mgのα非弾性散乱断面積と単極子強度分布の対応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 緒方一介, 千葉陽平, 櫻木弘之
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会（於九州大学）
• [学会発表] High-density nuclear matter probed by nucleus-nucleus scattering: - its implication to neutron star mass problem - (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuragi
  • 学会等名: EMMI workshop on "Cold dense nuclear matter from short range correlations to neutron stars
  • 発表場所: GSI, Germany
  • 年月日: 2015-10-13
  • 国際学会
• [学会発表] 核物質の飽和性と多体力：－原子核散乱で解き明かす中性子星の核物質－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻木弘之
  • 学会等名: 大阪市立大学特別栄誉教授・南部陽一郎先生 追悼シンポジウム
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府）
  • 年月日: 2015-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] 高エネルギー6Li散乱における6Li分解効果のエネルギー依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金子祥太朗、櫻木弘之、古本猛憲
  • 学会等名: 日本物理学会2015秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] High-density nuclear matter probed by nucleus-nucleus scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻木弘之、古本猛憲、山本安夫
  • 学会等名: 科学研究費補助金・新学術領域研究「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質」
  • 発表場所: 湘南国際村センター(神奈川県)
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] Approach to high-density nuclear matter via nucleus-nucleus elastic scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Furumoto
  • 学会等名: XXXIV Mazurian Lakes Conference on Physics
  • 発表場所: Piaski, Poland
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会 / 招待講演