| 研究課題/領域番号 |
21K03543
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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 | 松江工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
須原 唯広 松江工業高等専門学校, 数理科学科, 准教授 (10708407)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 核構造 / クラスター構造 / ダイニュートロン相関 / 平均場構造 / 中性子過剰核 / 反対称化分子動力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子核に存在する特徴的な2つの構造、平均場構造とクラスター構造、の両方を精度良く記述できる新しい理論模型を開発する。自然界に存在する安定な原子核に比べて中性子の多い原子核を中性子過剰核と呼ぶが、この中性子過剰核では、安定な原子核では存在できなかった構造が現れることがある。上記の新しい理論模型を用いて、中性子過剰核の新たな構造の発見とその出現機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
今年度は、17Cの構造研究を開始した。17Cは基底状態近傍で、3/2+, 1/2+, 5/2+の状態が300keV程度の範囲内で縮退して現れており、平均場構造とクラスター構造の共存が期待される。そのため、平均場構造とクラスター構造の統一的模型を用いた研究対象として、最適である。特に今年度は、クラスター構造をより精度よく記述する方法として、反対称化分子動力学法にクラスター間距離拘束変分法を実装した。この手法は、擬クラスター間に拘束ポテンシャルを導入したハミルトニアンを用意し、それに対してエネルギー変分を行うことによって、任意のクラスター構造を記述できるという手法である。これと平均場構造の記述に優れる四重極変形度拘束変分法とを組み合わせることで、平均場構造からクラスター構造まで幅広く記述できる。この計算手法を用いて、まずは16Cの基底状態近傍のエネルギーレベルを再現するような相互作用のパラメータサーチを行い、これを完了した。そして、その相互作用を用いて、17Cの構造計算を現在進めている。
また、10Beのダイニュートロン相関の発達と壊れの程度を散乱実験を通してどのように観測するか、という研究を行っている。このテーマに対しては、昨年度のスピン軌道力依存性の解析に続いて、他の中心力の構造や散乱実験への影響の系統的解析を行った。結果として、ダイニュートロン相関の発達の程度を決定するのはスピン軌道力であり、他の中心力の影響はスピン軌道力より小さいことが分かった。その結果、ダイニュートロン構造の発達が2nd 2+状態への非弾性散乱の実験を通して、測定可能であると確認できた。こちらは論文にまとめ、現在投稿中である。
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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
クラスター構造をより精度よく記述する方法であるクラスター間距離拘束による変分計算法を実装できたこと、そして、それを用いた具体的な17Cの研究が進められているので、順調であると評価できる。また、ダイニュートロン相関の発達の程度を2nd 2+状態への非弾性散乱の実験を通して観測できるということを確定的にできたことも大きな成果である。
一方、平均場構造の記述の改良という点では目立った成果は無かった。これらを合わせて、おおむね順調に進展している、と評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは、17Cの構造計算を完了する。特に1/2+状態の内部構造は、余剰中性子が非常に広がったハロー構造のような成分の混ざりによって、束縛エネルギーを稼いでいる可能性があり、構造分析を重点的に進めていく予定である。
平均場構造の記述の改良として反対称化準クラスター模型と高運動量反対称化分子動力学を組み合わせた方法の開発も進めたい。
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