| 研究課題/領域番号 |
22K20372
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0203:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
内藤 智也 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 基礎科学特別研究員 (40962915)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 原子核構造 / 原子核密度汎関数理論 / 密度汎関数理論 / 短距離相関 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
陽子と中性子の多体問題である原子核の構造は、様々な理論計算手法を用いて計算が行われている。その中でも、平均場理論や、その拡張である密度汎関数理論（DFT）は、広く成功を収めているが、核子間の相関が適切に考慮されていないことも知られている。この核内核子相関の、核図表における系統的研究を目指し、電子系（原子・分子・固体）の知見を援用し、平均場理論・DFT を拡張することで短距離相関を考慮する手法を開発する。特に、本研究課題では、手法開発に焦点を当てる。
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| 研究実績の概要 |
原子核内部の短距離相関を適切に考慮するための手法として、1970年ごろに提案されたものの、その後近年になりようやく物性物理学で広く使われるようになった手法である密度行列汎関数理論についての検討を行った。本研究の遂行を推進するため、本年は理研神戸キャンパスで主催した研究会において情報収集を行うとともに、関係研究者との議論を行った。また、当該手法は密度汎関数理論の拡張でもあるため、密度汎関数理論や量子多体問題全般に関する複数の国際会議にも参加し、情報収集を行った。
現在の平均場理論・密度汎関数理論の問題点を検討するためには、現在の密度汎関数理論の計算精度を向上させ、その中でも残っている実験とのズレを調べる必要がある。そこで、密度汎関数理論・平均場理論におけるアイソスピン対称性の破れをより深く検討を行い、量子色力学に基づき、基礎理論と平均場理論の間に関係性を結びつけることに成功した。この研究に基づき、原子核構造の測定を通じて、カイラル対称性の部分的回復にもアプローチできることを明示的に示すことができた。同時に、Okamoto-Nolen-Schiffer 異常の記述にも有用な結果であることを確認した。
本研究により派生した研究である、教師なし機械学習を用いた多体計算手法は、おもに他の科学研究費補助金に基づき研究を行っているが、スピン・アイソスピン自由度を導入することにも成功し、すでに論文として投稿済である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初想定していた手法は原子核構造計算ではあまり機能しないであろうことが判明したため、新たに密度行列汎関数理論を用いる方向性で検討を開始した。本年は、密度行列汎関数理論の応用を開始するべく先行研究の検討を開始した。しかしながら、同一のモデルに対し、密度汎関数理論で正確に記述できるという主張の論文と、密度行列汎関数理論でなければ記述できない、すなわち密度行列の非対角成分が重要であるという矛盾する論文が見つかり、まずはこれらの論文の検討を行うことが必要だと判断したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度予算を用い、本研究課題関連の成果報告を行う。
それと並行して、密度行列を用いた手法について継続的に検討を行う。特に、矛盾した主張をする2つの論文の内容について検討を行う。
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