| 研究課題/領域番号 |
19K03824
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 大阪大学 (2022-2023)
京都大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
吉田 賢市 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (00567547)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 中性子過剰核 / ベータ崩壊 / 元素合成 / 密度汎関数理論 / 核変形 / スピン・アイソスピン応答 / スピン・アイソスピン励起 / 密度汎関数法 / 中性子-陽子対相関 / 安定の島 / 超変形・ハイパー変形 / 原子核密度汎関数理論 / 不安定核 / 陽子・中性子対相互作用 / 原子核密度汎関数法 / 乱雑位相近似 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉄より重い元素がどのように作られたのかを解明するためには，元素合成に関与する天然には安定に存在しない，また実験的に作ることも不可能な中性子過剰原子核の構造を理解することが必要である。ベータ崩壊は原子番号を一つ大きくする過程であり，それが連鎖的に起こることで重元素が合成される。そのため，中性子過剰核内でのベータ崩壊過程に関わる核行列要素を系統的かつ定量的に求めることが重要である。低い計算コストと高い信頼性を両立させるため，原子核密度汎関数法を駆使して全核種に適用可能な理論計算手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
広い質量数領域にある不安定核のベータ崩壊率を計算するため，原子核密度汎関数法に基づく計算コードの開発を行った。変形核において，許容遷移に加えて第一禁止遷移を取り扱えるようにしたことで，世界的にも最も進んだ枠組みの一つとなった。クーロン力が強い重い中性子過剰核のベータ崩壊にも適用できるような定式化を完成させた。更に高次の禁止遷移に対応する励起モードを分析をし，実験との比較を行うことで現在のコードや計算に用いている相互作用の妥当性を確かめた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
重い元素の起源とされるr-過程元素合成では，中性子ドリップ線近傍に至る広い質量数領域にある不安定核の種々の反応が起きている。その中でもベータ崩壊は原子番号を大きくする過程であり，ベータ崩壊率はr-過程を記述する上で最も重要な反応率である。実験では到達できない重い中性子過剰核のベータ崩壊率を理論的に予言することが求められている中で，本研究では密度汎関数理論に基づき微視的に評価する手法を開発した。
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