| 研究課題/領域番号 |
19K03861
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
萩野 浩一 京都大学, 理学研究科, 教授 (20335293)
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| 研究分担者 |
谷村 雄介 東北大学, 理学研究科, 助教 (90804310)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 生成座標法 / トンネル効果 / 核融合 / 核分裂 / 時間依存アプローチ / 基底状態相関 / 機械学習 / 集団運動 / 密度汎関数法 / 原子核構造 / 核融合反応 / 量子トンネル現象 / 多体問題 / 微視的反応理論 / クラスター崩壊 / 微視的核反応理論 / 超重元素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子核反応理論における大きな目標は、核子の自由度を用いて微視的に原子核反応を記述し、その量子多体ダイナミックスを理解することである。しかしながら、量子トンネル現象が重要となる低エネルギー領域の原子核反応に対し、そのような微視的核反応理論はこれまで全く存在してこなかった。本研究では、低エネルギー領域に適用可能な微視的反応理論を新たに構築し、量子トンネル現象が本質的な役割を果たす重イオン核融合反応及び核分裂にその理論を適用する。これにより、低エネルギー原子核反応の量子多体ダイナミックスを明らかにし、超重元素生成反応、天体核反応、核分裂、化学反応などに対する大きな展望を開く。
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| 研究成果の概要 |
複数のスレーター行列式を重ね合わせて系の時間発展を考えることで、これまで困難であった多粒子系の量子トンネル現象を多体ハミルトニアンに基づき微視的に記述することに成功した。すなわち、重ね合わせを行わないとトンネル確率がゼロである状況でも、重ね合わせを行うことにより有限のトンネル確率を得ることを見出した。また、同じ手法を原子核の基底状態に適用し、これまで考えられていたような局所基底状態の重ね合わせのみでは系の基底状態の記述が十分ではないことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで量子トンネル現象が本質的な役割を果たす低エネルギー領域における核融合反応を微視的に記述する核反応理論はほとんど皆無であったが、本研究により多粒子系の量子トンネル現象を微視的に記述する筋道を見いだせた意義は大きい。また、原子核の基底状態に対する知見は、局所基底状態の重ね合せで系の基底状態を記述できるというこれまで信じられてきた仮定を大きく覆すものであり、原子核の集団運動の理論の発展に大きな影響を及ぼすものである。
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