| 研究課題/領域番号 |
20K03971
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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 | 九州大学 (2022-2023)
大阪大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
緒方 一介 九州大学, 理学研究院, 教授 (50346764)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 元素合成 / 量子反応 / 極端環境 / 多重中性子捕獲 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
中性子星合体で実現していると期待される、環境中性子に取り囲まれた状況下での中性子捕獲過程を描く量子反応理論を構築する。環境中性子を一体場として取り扱うアプローチと、複数の中性子の時間発展を陽に追跡するアプローチを併用し、極端環境下の量子反応を描述する新しい枠組みを開発する。さらに、得られた成果を元素合成シミュレーションに提供し、重元素の生成シナリオへの影響を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
今年度は、環境中性子が大量に存在する状況において陽子捕獲反応がどのような影響を受けるかを調査した。具体的には、2核子間力のスピン3重項成分を用いて環境場一体ポテンシャルを評価した。このポテンシャルの影響下において、炭素12, マグネシウム24, ニッケル58の3種類の原子核が陽子を捕獲する反応の反応率を求めた。
まず自由空間において調査を行った結果、予想どおり、クーロン障壁に阻まれるため、1ギガケルビン程度の温度では、陽子捕獲反応の反応率は極めて小さいことがわかった。このため、中性子捕獲反応が起きるサイトにおいて、これまで陽子捕獲反応は起きないと考えられてきたものと思われる。環境中性子の密度を徐々に大きくしていった結果、炭素12については原子核標準密度の0.75%以上で、マグネシウム24については標準密度の1%以上で、反応率が劇的に増大することが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
COVID-19の影響を受け、ほぼ2年間にわたって研究が事実上中断した状態となっていたが、陽子捕獲反応に関する環境中性子の影響を調べることができ、また、この研究結果について共同研究者であるCarlos Bertulani氏と対面で議論する機会を得ることも叶った。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に得られた成果を国際会議で発表し、また共同研究者と議論して論文発表を目指す。
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