| 研究課題/領域番号 |
19K14704
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京工業大学 (2021-2022)
新潟大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
関澤 一之 東京工業大学, 理学院, 准教授 (00820854)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 原子核反応 / 時間依存密度汎関数法 / 時間依存平均場理論 / 多核子移行反応 / 深部非弾性散乱 / エネルギー散逸 / 量子揺らぎ / HPC / 原子核物理学 / 量子多体問題 / 重イオン反応 / ダイナミクス / 確率論的平均場理論 / 並列計算 / 原子核理論 / 量子多体理論 / TDDFT / 超並列計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
量子多体問題の研究は，新奇な物質・デバイスを探求する物質科学から，生体物質の機構解明を目指す生命科学，そして，元素の起源に関わる天体現象を含む天体核物理学の根幹をも成す，極めて普遍的かつ重要な基礎科学的研究である．本研究課題では，時間に依存する量子多体問題，特に原子核ダイナミクスの，より現実的な記述を与える新しい理論的枠組みを構築し，最新のスパコンを駆使した超並列計算により，原子核の励起・崩壊・反応過程における未解決問題に挑戦する．
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| 研究成果の概要 |
本課題の実施期間には，従来の理論的枠組みにランダムな初期揺らぎを導入する方法（確率論的平均場理論）を採用し，並列計算コードを実装し，応用を進めた．この枠組みを多核子移行反応断面積の実験データが豊富に存在する反応に適用し，多核子移行反応断面積の記述の定量性を劇的に改善できることを示した．また，この方法を運動エネルギー分布を記述できるように拡張することに成功した．しかし，運動エネルギー分布についてはまだ実験データを完全に再現するには至っておらず，この原因を明らかにすることは今後の課題の一つである．今後，それぞれのスレーター行列式の間の相関を考慮することによってさらに記述を改善できると期待している．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の実施期間には，時間依存密度汎関数法（Time-Dependent Density Functional Theory: TDDFT）に初期揺らぎを導入する枠組みの開発と応用を進めた．この方法は，原子核の反応だけでなく，励起・応答・核分裂等にも応用することが可能である．また，相互作用やスケールが異なるだけで，物性分野等で扱う他の量子多体系への応用も期待できる．また，この方法によって低エネルギー原子核反応に伴う物理量を微視的かつ定量的に記述できるようになったことで，未知の不安定核の生成や新奇なダイナミクスの予言等への更なる応用が期待でき，原子核物理学分野において高い学術的な意義を持つ．
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