３体力の定量的記述を基礎とする核子多体系の微視的理解

• 研究課題/領域番号: 25400266
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大阪大学 (2014-2015); 九州歯科大学 (2013)
• 研究代表者: 河野 通郎 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (40234710)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: ３体核力 / 核物質 / カイラル有効場理論 / 原子核の飽和性 / 密度依存有効２体力 / スピン軌道力 / テンソル力 / 微視的光学模型ポテンシャル / 核物質計算 / 有効相互作用 / Ｇ行列 / ３体力 / 核物質の飽和性 / カイラル有効理論 / 核物質の状態方程式

研究成果の概要

私達の世界の物質の核心を担う原子核を、核子(陽子と中性子）間の核力により形成される量子多体系として理解することを目指す半世紀以上の研究において、基本的性質である飽和性の定量的説明は未解決である。３体核力の必要性が認識されているが、３体核力が系統的に導入されるカイラル有効場理論による核力記述が近年進展し、現象論を極力排した研究が可能になった。
本研究では、３体核力の一つの核子の自由度を積分して２体化する処方を用い、無限に広がる仮相的な系で２核子相関を解くＧ行列計算を行った結果、飽和性の記述が改善され、同時に原子核の殻構造の発現に基本的なスピン軌道力の強さが不足である問題も解消することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] 4.Microscopic coupled-channels calculations of nucleus-nucleus scattering including chiral three-nucleon-force effects (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Minomo, M. Kohno, and K. Ogata
  • 雑誌名: Physica Review C 巻: 93 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.014607
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microscopic calculations based on chiral two- and three-nucleon forces for proton- and 4He-nucleus scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Toyokawa, Masanobu Yahiro, Takuma Matsumoto, Kosho Minomo, Kazuyuki Ogata, Michio Kohno
  • 雑誌名: Phys.Rev. C 巻: 92 号: 2 ページ: 024618-024618
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.024618
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nuclear saturation in lowest-order Brueckner theory with two- and three-nucleon forces in view of chiral effective field theory (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kohno
  • 雑誌名: Progree of Theoretical and Experimental Physics 巻: 123 号: 12 ページ: 123D02-123D02
  • DOI: 10.1093/ptep/ptv166
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of chiral three-nucleon forces in nucleon-nucleus scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Toyokawa, K. Minomo, M. Kohno, and M. Yahiro
  • 雑誌名: Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 巻: 42 号: 2 ページ: 025104-025104
  • DOI: 10.1088/0954-3899/42/2/025104
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of a chiral three-nucleon force on nucleus-nucleus scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: Kosho Minomo, Masakazu Toyokawa, Michio Kohno, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 90 号: 5 ページ: 051601-051601
  • DOI: 10.1103/physrevc.90.051601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nuclear and neutron matter G-matrix calculations with a chiral effective field theory potential including effects of three-nucleon interactions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohno
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 88 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevc.88.064005
  • 査読あり
• [学会発表] 陽子ノックアウト反応の純微視的記述と3核子力効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蓑茂工将, 河野通郎, 吉田数貴, 豊川将一, 緒方一介
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学、泉キャンパス、仙台市泉区
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 3He, 4He-原子核弾性散乱の微視的記述 (2016)
  • 著者名/発表者名: 豊川将一, 八尋正信, 松本琢磨, 蓑茂工将, 緒方一介, 河野通郎
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学、泉キャンパス、仙台市泉区
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 殻模型相互作用における有効2体化3体力の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田聡太, 角田直文, 阿部喬, 大塚孝治, 河野通郎, 鈴木俊夫
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学、泉キャンパス、仙台市泉区
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] カイラル有効理論に基づく核力による微視的反応解析と3核子力効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊川将一, 八尋正信, 松本琢磨, 蓑茂工将, 緒方一介, 河野通郎
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学、大阪市住吉区
  • 年月日: 2015-09-27
• [学会発表] カイラル有効場の理論から得られる有効相互作用の基本的性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田聡太, 角田直文, 阿部喬, 大塚孝治, 鈴木俊夫, 河野通郎
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学、大阪市住吉区
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] カイラル有効理論と Bruckner-Hartree-Fock 理論を用いた核反応の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊川将一、八尋正信、松本琢磨、蓑茂工将、緒方一介、河野通郎
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] ノックアウト反応で観測するカイラル有効理論３核子力の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 蓑茂工将、河野通郎、吉田数貴、緒方一介
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] カイラル有効理論の３体力効果を入れた16O のユニタリー模型演算子法(UMOA)計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野通郎、岡本良治
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] Probing the chiral three-nucleon force effects on many-body nuclear reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Minomo, M. Toyokawa, M. Kohno, M. Yahiro, and K. Ogata
  • 学会等名: 4th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-09
• [学会発表] Effects of chiral three nucleon forces on elastic scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Toyokawa, M. Minomo, M. Kohno, and M. Yahiro
  • 学会等名: 4th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-08
• [学会発表] BHF and UMOA calculations with 2N and 3N forces in chiral effective field theory (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kohno
  • 学会等名: KITPC workshop "Present Status of the Nuclear Interaction Theory"
  • 発表場所: Kavli Institue for Theoretical Physics China, Beijing, China
  • 年月日: 2014-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] 核力のオフシェル不定性と３体力 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野通郎
  • 学会等名: 京都大学物理教室主催「ab initio 核多体問題ワークショップ」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 飽和曲線のカットオフスケール不変性をもたらす３体力とテンソル力の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野通郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] カイラル有効理論の３体力効果と散乱問題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河野通郎、豊川将一、蓑茂工将、八尋正信
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学