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原子核密度汎関数理論による中性子過剰不安定核の対相関の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03964
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関筑波大学

研究代表者

日野原 伸生  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80511435)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード不安定核 / 対回転 / 原子核密度汎関数法 / 対相関
研究開始時の研究の概要

自然界に安定に存在する原子核よりも中性子数の多い中性子過剰不安定核は、現在宇宙に存在する原子核の多くを生成した元素合成過程であるrプロセスにおいて重要な役割を果たしていると考えられるが、安定核とは異なった様々な性質が現れる。原子核内の中性子や陽子がペアを組んで安定化する対相関の、中性子過剰不安定核特有の性質を明らかにしつつ、原子核密度汎関数理論で不安定核の質量を精密に計算し、rプロセスの全貌を明らかにする。

研究成果の概要

原子核密度汎関数理論を用いて核図表の広い領域にわたり対相関の性質を研究した。原子核の対相関は質量の偶奇差を用いて議論されてきたが、対回転の慣性モーメント、荷電半径、αノックアウト反応でのα粒子除去の強度など様々な実験観測量が対密度汎関数と相関していることを示した。また、スピン一重項型の対密度汎関数以外にFayans型やスピン三重項型などの特異な対密度汎関数を用いた分析も行い、様々な実験観測量の分析を通して対密度汎関数の形を決められる可能性があることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子核対相関は原子核基底状態での最も基本的な相関の一つであり、多くの原子核は基底状態で核子対が凝縮していると考えられている。質量の偶奇性を用いた従来の議論だけでは対密度汎関数の形を決定することができず、これまで対相関の理解に大きな進展が見られていなかった。本研究により様々な実験観測量に対相関の影響が強く見えることが明らかとなった。この成果は対密度汎関数のさらなる理解につながり、将来の対密度汎関数の決定にも貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 13件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] ノースカロライナ大学/ミシガン州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ユバスキュラ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 高麗大学/大邱大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Triplet-odd pairing in finite nuclear systems: Even-even singly closed nuclei2024

    • 著者名/発表者名
      Hinohara Nobuo、Oishi Tomohiro、Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 109 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevc.109.034302

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of quasiparticle-vibration coupling on Gamow-Teller strength and β decay with the Skyrme proton-neutron finite-amplitude method2024

    • 著者名/発表者名
      Liu Qunqun、Engel Jonathan、Hinohara Nobuo、Kortelainen Markus
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 109 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevc.109.044308

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Five-dimensional collective Hamiltonian with improved inertial functions2024

    • 著者名/発表者名
      Washiyama Kouhei、Hinohara Nobuo、Nakatsukasa Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 109 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevc.109.l051301

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear mass table in density functional approach inspired by neutron-star observations2023

    • 著者名/発表者名
      Gil Hana、Hinohara Nobuo、Hyun Chang Ho、Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 108 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevc.108.044316

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local α-removal strength in the mean-field approximation2023

    • 著者名/発表者名
      Nakatsukasa Takashi、Hinohara Nobuo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 108 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevc.108.014318

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global calculation of two-neutrino double-β decay within the finite amplitude method in nuclear density functional theory2022

    • 著者名/発表者名
      Hinohara Nobuo、Engel Jonathan
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 105 号: 4 ページ: 044314-044314

    • DOI

      10.1103/physrevc.105.044314

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] KIDS density functional for deformed nuclei: examples of the even?even Nd isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Gil Hana、Hinohara Nobuo、Hyun Chang Ho、Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 81 号: 2 ページ: 113-120

    • DOI

      10.1007/s40042-022-00504-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collective model for cluster motion in 8Be, 12C, and 16O systems based on microscopic 2α, 3α, and 4α models2022

    • 著者名/発表者名
      Kanada-En'yo Yoshiko、Hinohara Nobuo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 106 号: 5 ページ: 054312-054312

    • DOI

      10.1103/physrevc.106.054312

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finite-amplitude method for collective inertia in spontaneous fission2021

    • 著者名/発表者名
      Washiyama Kouhei、Hinohara Nobuo、Nakatsukasa Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 103 号: 1 ページ: 014306-014306

    • DOI

      10.1103/physrevc.103.014306

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of nuclear time-dependent density-functional theory and its application to the nuclear isovector electric dipole resonance2020

    • 著者名/発表者名
      Shi Yue、Hinohara Nobuo、Schuetrumpf Bastian
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 4 ページ: 044325-044325

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.044325

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Collective phenomena related to neutron-proton pairing in the ground and excited states around N=Z2024

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Advancing physics at next RIBF (ADRIB24)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-triplet pairing in nuclear DFT2024

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      RIKEN Symposium Second Workshop on Fundamentals in Density Functional Theory (DFT2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pairing rotation and pairing properties in ground states2024

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Reimei Workshop "Intersection of Nuclear Structure and Direct Reaction"
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限振幅法のエミュレータ2024

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生, Xilin Zhang, Jonathan Engel
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 対回転慣性モーメントの分析を通した中性子対相関に関する考察2024

    • 著者名/発表者名
      類家 千怜, 日野原 伸生
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Energy-weighted sum rule for multipole and spin-M1 transitions and ground-state properties2024

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara, Tomohiro Oishi, Kenichi Yoshida
    • 学会等名
      The workshop on frontier nuclear studies with gamma-ray spectrometer arrays (gamma24)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutron pairing rotational moments of inertia in Ni, Sn, and Pb isotopes2024

    • 著者名/発表者名
      Chisato Ruike, Nobuo Hinohara, Takashi Nakatsukasa
    • 学会等名
      The workshop on frontier nuclear studies with gamma-ray spectrometer arrays (gamma24)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduced basis method for DFT linear response2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      2023 NUCLEI Collaboration Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear pairing and related phenomena in nuclear dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      FRIB Theory Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent development and application of finite-amplitude method for QRPA2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      DNA-OMEG Workshop on Nuclear structure, reaction and astrophysics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local QRPA inertia for symmetric-asymmetric fission dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara, Sylvester Agbemava, Kyle Godbey, Witold Nazarewicz, Ante Ravlic, Jhilam Sadhukhan
    • 学会等名
      International Conference on Heavy-Ion Collisions at near-barrier energies (FUSION23)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alpha-particle formation and nuclear pairing2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Workshop on Nuclear Cluster Physics (WNCP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン三重項対相関と関連実験量2023

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      原子核におけるスピン自由度の織り成すダイナミクス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of neutron pairing in alpha-knockout amplitude2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara, Takashi Nakatsukasa
    • 学会等名
      International Symposium on Nuclear Spectroscopy for Extreme Quantum Systems (NUSPEQ2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限核での同種粒子間スピン三重項対凝縮の分析2023

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生、大石 知広、吉田 賢市
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Global analysis of nuclear pairing rotation2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Physics of RI: Recent progress and perspectives
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平均場理論によるアルファノックアウト反応の遷移振幅の計算2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      RCNP研究会「原子核反応研究の最近の話題と展望」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ノックアウト反応遷移振幅の平均場理論による評価2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      おのころ戸隠夏合宿
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] α粒子遷移振幅への対相関の影響2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生、中務 孝
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 核子対凝縮に伴う南部ゴールドストーンモードとその観測量2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      RCNP研究会「微視的系と巨視的系における核子対凝縮相」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of neutron pairing in alpha-knockout amplitude of Sn isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      International symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems (CLUSHIQ2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progress in nuclear DFT2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      YITP Workshop “Fundamentals in density functional theory" (DFT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 対回転慣性モーメントの全核種計算2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子核密度汎関数法による対振動・対移行反応の記述2021

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of pairing and deformation on nuclear charge distribution2021

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      ELPH研究会C028「電子散乱による原子核研究」ー原子核の電荷密度・陽子・中性子の分布と半径ー」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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