| 研究課題/領域番号 |
23K03378
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
肥山 詠美子 東北大学, 理学研究科, 教授 (10311359)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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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 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ハイパー核 / 荷電対称性の破れ / ハイパー核物理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者が開発した厳密少数多体系計算法を駆使して、格子QCD理論に基づくラムダー核子間相互作用（ΛN―ΣN結合を含む）を用いたA＝３～７のラムダハイパー核の構造計算を行い、エネルギー準位の実験データと比較することで、ΛN―ΣN結合に起因する３体力の効果を引き出す。さらに、ΛN―ΣN結合の詳細を調べるために、J-PARC実験で計画中である7ΛLiの3/2+→1/2+のB（M1）を実験(J-PARC-E63)に先駆けて予言し、実験をガイドする。また、T=1のA=7ラムダハイパー核のB(M1)を系統的に求めることで未知のΛＮ―ΣＮ結合の効果を明らかにし、将来の実験提案を行うことを研究目的とする。
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| 研究実績の概要 |
核物理分野における最重要課題の一つは、中性子星最大質量（2倍の太陽質量）を理解するために、ハイペロンパズルと呼ばれる謎を解決することである。これは、核子－ハイペロン間相互作用の中で、ラムダ粒子が中間状態でシグマ粒子へ変換するΛN―ΣN結合に起因するΛNN３体力に大きな不定性があることに起因する。このΛN－ΣN結合をハイパー核の構造研究から決めようという流れが活発化している。そこで、本研究では、申請者が独自に開発した厳密少数多体系計算法を駆使して、近年開発されている格子QCD理論に基づくラムダー核子間相互作用（ΛN―ΣN結合を含む）を用いたA＝３～７のラムダハイパー核の構造計算を行い、エネルギー準位の実験データと比較することで、ΛN―ΣN結合に起因する３体力の効果を引き出すことを、本研究の目的とする。本年度は、ΛＮーΣＮ結合に起因する荷電対称性の破れに注目した。Ａ＝７ラムダハイパー核の結合エネルギーに、荷電対称性の破れの効果を含んでいると仮定し、平均場理論を用いて、質量数が12以上のラムダハイパー核の結合エネルギーを議論した。特にカルシウムを標的核として、電子ビームでカリウムΛハイパー核の生成が、ＪＬＡＢで計画されていることを受けて、カリウムΛハイパー核の結合エネルギーを計算した。結果、Ａ＝７や１２ラムダハイパー核において、荷電対称性の破れが存在するとしれば、カリウムラムダハイパー核においても大きな荷電対称性の破れが結合エネルギーに存在することを計算で確認した。この計算については、現在、Physical review Cに投稿すべく、執筆中であり、２，３か月後には投稿予定である。
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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
ΛＮーΣＮ結合に起因する荷電対称性の破れに注目した。Ａ＝７ラムダハイパー核の結合エネルギーに、荷電対称性の破れの効果を含んでいると仮定し、平均場理論を用いて、質量数が12以上のラムダハイパー核の結合エネルギーを議論した。特にカルシウムを標的核として、電子ビームでカリウムΛハイパー核の生成が、ＪＬＡＢで計画されていることを受けて、カリウムΛハイパー核の結合エネルギーを計算した。結果、Ａ＝７や１２ラムダハイパー核において、荷電対称性の破れが存在するとしれば、カリウムラムダハイパー核においても大きな荷電対称性の破れが結合エネルギーに存在することを計算で確認した。この計算については、現在、Physical review Cに投稿すべく、執筆中であり、２，３か月後には投稿予定である。また、この業績に関する講演については、日本物理学会で共同研究者の一人が、成果発表を実施、また５月に、国際ワークショップで成果発表を実施する予定である。このようなことから、本研究について、概ね順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
ΛN－ΣN結合の効果の研究は、JLABやJ-PRAC実験施設において重要な課題の一つであり、ラムダハイパー核の構造から情報を得る必要がある。現在、ΛＮーΣＮ結合に起因する荷電対称性の破れに注目した。Ａ＝７ラムダハイパー核の結合エネルギーに、荷電対称性の破れの効果を含んでいると仮定し、平均場理論を用いて、質量数が12以上のラムダハイパー核の結合エネルギーを議論した。特にカルシウムを標的核として、電子ビームでカリウムΛハイパー核の生成が、ＪＬＡＢで計画されていることを受けて、カリウムΛハイパー核の結合エネルギーを計算した。結果、Ａ＝７や１２ラムダハイパー核において、荷電対称性の破れが存在するとしれば、カリウムラムダハイパー核においても大きな荷電対称性の破れが結合エネルギーに存在することを計算で確認した。今後は、A=7ラムダハイパー核について、クラスター模型に基づき、ΛNーΣN結合を陽に取り入れて、その結合エネルギーを計算することで、ΛN－ΣN結合の効果を求め、かつ、荷電対称性の破れの効果の詳細を議論する。
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