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二重ベータ崩壊の半減期評価のための原子核構造の精密計算

研究課題

研究課題/領域番号 17K05450
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
研究機関千葉工業大学

研究代表者

東山 幸司  千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (60433679)

研究分担者 吉永 尚孝  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00192427)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード原子核構造 / 二重ベータ崩壊 / 原子核殻模型 / 核子対殻模型 / 生成座標法 / 殼模型 / 核子対殼模型 / シッフモーメント / 電気双極子モーメント / 理論核物理 / 殻模型
研究成果の概要

本研究では質量数80領域,質量数100領域,質量数210領域,質量数220領域の偶偶核・奇核・奇奇核の低励起状態について,平均場を越えた理論である原子核殻模型を用いて数値解析を実行した。原子核殻模型の計算結果は低励起状態のエネルギー準位と電磁遷移を再現することに成功した。また本研究では,質量数80領域,質量数100領域,質量数130領域の原子核に対して,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。我々の計算では先行研究の結果に比べ,2~3倍小さな原子核行列要素が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特色は,重い原子核の偶偶核・奇核・奇奇核に対し,平均場理論を超えた枠組みにより原子核構造の研究を行い,その結果得られる精度の良い波動関数を用いて二重ベータ崩壊に対する核行列要素を計算することにある。これまでに行われてきた核行列要素の理論計算は,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る研究が行われているが,エネルギー準位や電磁遷移等による原子核構造の再現が確認されておらず,信頼性は高くない。このため,本研究の成果が十分に活かされ,学術的・社会的貢献が大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Large-scale nuclear shell-model calculations of isotopes in the south-west region of 208Pb2021

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshinaga, K. Yanase, C. Watanabe, and K. Higashiyama
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: - 号: 6 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab039

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Schiff moments of Hg isotopes in the nuclear shell model2020

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Yoshinaga, Kota Yanase and Koji Higashiyama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1643 ページ: 012006-012006

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutrinoless double-beta decay rates around mass 130 in the nuclear shell model2020

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshinaga , K. Yanase , C. Watanabe and K. Higashiyama
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 32, ページ: 010046-010046

    • DOI

      10.7566/jpscp.32.010046

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nuclear matrix elements of neutrinoless double beta decay for masses 130 and 136 in the shell model2020

    • 著者名/発表者名
      K. Higashiyama, K. Yanase, N. Yoshinaga, A. Umeya, A. Uehara, E. Teruya
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 47 号: 3 ページ: 035102-035116

    • DOI

      10.1088/1361-6471/ab5400

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electric dipole moment of 199Hg atom from P, CP-odd electron-nucleon interaction2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yanase, N. Yoshinaga, K. Higashiyama, N. Yamanaka
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 99-075021 号: 7 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.075021

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear Schiff Moments in Medium and Heavy Nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Yoshinaga, Eri Teruya, Koji Higashiyama and Kota Yanase
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 23-012034 ページ: 1-6

    • DOI

      10.7566/jpscp.23.012034

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shell Model Study of Nuclei around Mass 1002018

    • 著者名/発表者名
      Koji Higashiyama, Naotaka Yoshinaga and Kota Yanase
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 23-013002 ページ: 1-4

    • DOI

      10.7566/jpscp.23.013002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shell-model study of Pb, Bi, Po, At, Rn, and Fr isotopes with masses from 210 to 2172018

    • 著者名/発表者名
      K. Yanase, E. Teruya, K. Higashiyama, and N. Yoshinaga
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW C

      巻: 98-014308 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.014308

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-spin structure in the transitional nucleus 131Xe: Competitive neutron and proton alignment in the vicinity of the N = 82 shell closure2018

    • 著者名/発表者名
      L. Kaya, A. Vogt, P. Reiter, M. Siciliano, B. Birkenbach, A. Blazhev, L. Coraggio, E. Teruya, N. Yoshinaga, K. Higashiyama, 他
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW C

      巻: 98-014309 号: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.014309

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Octupole phonon model based on the shell model for octupole vibrational states2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshinaga, K. Yanase, K. Higashiyama, and E. Teruya
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW C

      巻: 98-044321 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.044321

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of nuclei with masses 76 and 82 and nuclear matrix elements of neutrinoless double beta decay2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga N、Yanase K、Higashiyama K、Teruya E、Taguchi D
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 2 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx174

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of particle-hole excitations to nuclear Schiff moments in Xe isotopes2017

    • 著者名/発表者名
      E. Teruya, N. Yoshinaga, K. Higashiyama, and K. Asahi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 96 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevc.96.015501

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヨウ素126のダブレットバンドのQCMによる解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉永尚孝,渡邊千夏,東山幸司,柳瀬宏太
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 質量数130領域でのダブルベータ崩壊の殻模型による解析2021

    • 著者名/発表者名
      小俣里佳,渡邊千夏,吉永尚孝,柳瀬宏太,東山幸司
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 重い原子核での殻模型計算におけるテンソル力の役割2020

    • 著者名/発表者名
      吉永尚孝, 江幡修一郎, 渡邊千夏, 東山幸司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mo-Ru-Pd領域の原子核における二重ベータ崩壊核行列要素2020

    • 著者名/発表者名
      東山幸司, 吉永尚孝
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉛208付近での有効電荷の殻模型による評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉永尚孝, 東山幸司, 梅谷篤史, 柳瀬宏太
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 質量数130領域の奇核のE1遷移2019

    • 著者名/発表者名
      東山幸司, 吉永尚孝, 柳瀬宏太
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 殻模型計算によるヨウ素126ダブレットバンドの解析2019

    • 著者名/発表者名
      柳瀬宏太, 吉永尚孝, 東山幸司
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 質量数100領域でのニュートリノレスダブルベータ崩壊の核行列要素2019

    • 著者名/発表者名
      吉永尚孝, 柳瀬宏太, 東山幸司
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mo-Ru-Pd領域の原子核の励起メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      東山幸司, 吉永尚孝, 柳瀬宏太
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-scale shell-model calculation and nuclear Schiff moment of 199Hg2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Yanase, Koji Higashiyama, Eri Teruya, and Naotaka Yoshinaga
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-scale shell-model calculations on nuclei around mass 2102018

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Yoshinaga, Kota Yanase, Koji Higashiyama, and Eri Teruya
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrinoless double-beta decay rates around mass 130 in the nuclear shell model2018

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Yoshinaga, and Koji Higashiyama
    • 学会等名
      13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 208Pb付近の有効電荷の軌道による依存性2018

    • 著者名/発表者名
      吉永尚孝, 柳瀬宏太, 東山幸司, 梅谷篤史
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子核殻模型による199Hgのシッフモーメントの評価2018

    • 著者名/発表者名
      柳瀬宏太, 吉永尚孝, 東山幸司, 梅谷篤史
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mo-Ru-Pd領域の殻模型計算2018

    • 著者名/発表者名
      東山幸司, 吉永尚孝, 柳瀬宏太
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 吉永尚孝, 東山幸司, 柳瀬宏太, 照屋絵理2017

    • 著者名/発表者名
      コア励起を入れた殻模型の鉛領域核への適用
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 東山幸司, 吉永尚孝, 柳瀬宏太2017

    • 著者名/発表者名
      質量数100領域の原子核の生成座標法による解析
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 照屋絵理, 吉永尚孝, 東山幸司, 柳瀬宏太2017

    • 著者名/発表者名
      質量数200領域の原子核のシッフモーメント
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 柳瀬宏太, 吉永尚孝, 東山幸司, 梅谷篤史2017

    • 著者名/発表者名
      殻模型によるニュートリノを放出する二重ベータ崩壊の核行列要素計算
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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