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生成座標法による二重ベータ崩壊原子核行列要素の評価

公募研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 17H05194
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

日野原 伸生  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80511435)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード二重ベータ崩壊 / 原子核構造 / 理論核物理 / 生成座標法
研究実績の概要

二重ベータ崩壊原子核行列要素の不定性の主要な要因の一つとなっている中性子ー陽子対相関の決定に向け、2017年度に定式化した、有限振幅法による準粒子乱雑位相近似計算のコード開発を行った。実装は軸対称変形が取り扱える原子核密度汎関数法計算コードHFBTHOと、米国ノースカロライナ大学で開発された中性子ー陽子チャネルの線形応答計算の有限振幅法コードをもとに行った。この方法によって準粒子乱雑位相近似の従来の解法である大次元行列対角化を行うことなく、原子核行列要素を並列化が可能な複素エネルギー面での二重積分によって、効率的に計算することが可能となった。
まずは小さいサイズの調和振動子基底の一粒子模型空間を設定し、48Caを含むpf殻原子核で二重複素積分によって池田和則を計算し、コードのチェックを行った。続いて基底状態間の二重ガモフテラー遷移強度およびニュートリノを2つ放出する二重ベータ崩壊の原子核行列要素計算を、アイソベクトルおよびアイソスカラーの中性子ー陽子対相関の強度を変えながら系統的に行い、中性子ー陽子対相関の結合定数依存性の分析を行った。アイソベクトル型中性子ー陽子対相関によってフェルミ型の原子核行列要素が抑制され、アイソスカラー中性子ー陽子対相関によってガモフ・テラー型の原子核行列要素の抑制が系統的に見られた。今後模型空間を大きくし、様々な原子核密度汎関数を用いた計算を系統的に行うことで、二重ベータ崩壊の実験値を大域的に再現する中性子ー陽子対相関の結合定数の決定を行うことが可能となった。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 12件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ノースカロライナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ノースカロライナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 原子核集団現象への平均場アプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 雑誌名

      原子核研究

      巻: 63 Supplement 1 ページ: 5-12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Low-lying collective excited states in nonintegrable pairing models based on the stationary-phase approximation to the path integral2018

    • 著者名/発表者名
      Ni Fang、Hinohara Nobuo、Nakatsukasa Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 号: 6 ページ: 064327-064327

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.064327

    • NAID

      120007128269

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extending pairing energy density functional using pairing rotational moments of inertia2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 45 号: 2 ページ: 024004-024004

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aa9f8b

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Finite-amplitude method for double-beta decay nuclear matrix elements2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      International Symposium on Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Double-beta decay nuclear matrix element using finite-amplitude method2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara and Jonathan Engel
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重ベータ崩壊原子核行列要素計算の現状2018

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」京大・A班共催 二重ベータ崩壊若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Finite-amplitude method for double-beta decay2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Tsukuba-CCS workshop on “microscopic theories of nuclear structure and dynamics”,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear collective excitation within finite-amplitude method2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      10th international conference on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子核集団現象への平均場アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      第64回原子核三者若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutron-proton DFT2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      The 4th workshop on many-body correlations in microscopic nuclear model (SADO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear density functional theory for collective excitation2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear density functional theory for description of collective excitation2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Nuclear Physics Symposium (CJNP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy-weighted sum rule for nuclear density functional theory2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Binding-energy differences of even-even nuclei and pairing correlation2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生成座標法による二重ベータ崩壊原子核行列要素の評価2017

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」2017年領域研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of generator coordinate method with neutron-proton pairing amplitudes to nuclear matrix elements2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      MEDEX'17 (Matrix Elements for the Double beta decay EXperiments) meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear matrix elements from generator coordinate method2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      INT Program INT-17-2a Neutrinoless Double-beta Decay
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generator coordinate method with neutron-proton pairing amplitudes for double-beta decay nuclear matrix elements2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      XXXV Mazurian Lakes Conference on Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutron-proton pairing and double-beta decay nuclear matrix element2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Conference on Neutrino and Nuclear Physics (CNNP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-28  

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