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包括的ニュートリノ原子核反応の記述

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 18H04569
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
研究機関北海道大学

研究代表者

堀内 渉  北海道大学, 理学研究院, 講師 (00612186)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード宇宙核反応 / ベータ崩壊 / ニュートリノ反応 / 密度汎関数法 / 核行列要素 / ニュートリノ原子核反応 / 原子核第一原理計算 / 原子核密度汎関数法 / 原子核応答 / 原子核行列要素 / 原子核密度汎関数理論
研究実績の概要

最近の超新星爆発シミュレーションの発展により、ニュートリノ原子核反応は重力崩壊型超新星爆発過程において重要な役割をなすことが明らかになってきた。基本的なインプットであるニュートリノ原子核反応率の信頼のおける評価が望まれているが、反応率は非常に小さいため実験的評価は特定の原子核やエネルギーに限られてしまい、超新星爆発過程に寄与する全ての反応を評価するには理論計算に頼らざるを得ない。本研究計画は包括的ニュートリノ反応を効率よく記述する新たな定式を確立し、軽い原子核から重い原子核を含む広いエネルギー領域での反応率を評価するものである。陽子・中性子の自由度から出発した一貫した精密原子核理論により未知のニュートリノ原子核反応率を決定し、超新星爆発機構の解明を目指す。
本年度は原子核のレプトン崩壊過程に現れるクーロン波動関数の取り扱いを改善し、許容遷移、禁止遷移を含めたベータ崩壊率の再定式化を行った。より現実的な例も含め、広い質量・エネルギー領域で検証を行い、重い原子核においては従来の方法に比べ反応率が大きく修正されることを指摘した。利用者の便宜のため波動関数を生成するプログラムを公開し、現在学術論文として投稿中である(arXiv: 2103.16815)。同時に様々なプローブによる原子核散乱を記述する枠組みの開発及び応用、密度汎関数理論による現実的な弱相互作用過程の記述、ニュートリノ核子におけるパイ中間子生成過程等の成果が発表された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] インド工科大学ルールキー校(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Total reaction cross section on a deuteron target and the eclipse effect of the constituent neutron and proton2020

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi W.、Suzuki Y.、Uesaka T.、Miwa M.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 5 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.054601

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imprint of a nuclear bubble in nucleon-nucleus diffraction2020

    • 著者名/発表者名
      Choudhary V.、Horiuchi W.、Kimura M.、Chatterjee R.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.034619

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Utility of antiproton-nucleus scattering for probing nuclear surface density distributions2020

    • 著者名/発表者名
      Makiguchi K.、Horiuchi W.、Kohama A.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.034614

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-exchange dipole excitations in deformed nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 5 ページ: 054336-054336

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.054336

    • NAID

      120006942813

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of final state interactions on neutrino-nucleon pion production cross sections extracted from neutrino-deuteron reaction data2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S.X.、Kamano H.、Sato T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 3 ページ: 0313011-6

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.031301

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suddenly shortened half-lives beyond 78Ni : N = 50 magic number and high-energy nonunique first-forbidden transitions2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Yoshida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 100 号: 2 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physrevc.100.024316

    • NAID

      130008151966

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study of Gamow-Teller transitions via the high-energy-resolution O18(He3,t)F18 reaction: Identification of the low-energy “super” -Gamow-Teller state2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita H.、Fujita Y.、Utsuno Y.、Yoshida K.、Adachi T.、Algora A.、Csatl?s M.、Deaven J. M.、Estevez-Aguado E.、Guess C. J.、Guly?s J.、Hatanaka K.、Hirota K.、Hutton R.、et. al
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 100 号: 3 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevc.100.034618

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Glauber calculations for proton-nucleus inelastic cross sections2019

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama S.、Horiuchi W.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 985 ページ: 20-37

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2019.02.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic global optical potential for nucleon-nucleus systems in the energy range 50?400 MeV2019

    • 著者名/発表者名
      Furumoto T.、Tsubakihara K.、Ebata S.、Horiuchi W.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 99 号: 3 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1103/physrevc.99.034605

    • NAID

      120006651804

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear surface diffuseness revealed in nucleon-nucleus diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama S.、Horiuchi W.、Kohama A.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 97 号: 5 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1103/physrevc.97.054607

    • NAID

      120006501194

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of the C22 radius determination with interaction cross sections2018

    • 著者名/発表者名
      Nagahisa T.、Horiuchi W.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 97 号: 5 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevc.97.054614

    • NAID

      120006517687

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyzing supersymmetric transformed α-nucleus potentials with electric-multipole transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Arai T.、Horiuchi W.、Baye D.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 977 ページ: 82-100

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2018.06.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Re-formulation of nuclear beta decay2021

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      KEK workshop "Beta decay, r process, and related weak-interaction processes"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Towards a unified description of neutrino-nucleus reactions for a wide range of momentum and energy transfers, and mass number2020

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, K. Yoshida, and T. Sato
    • 学会等名
      Innovative Area (FY2017-2021) Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis, The Third Annual Area Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子核ベータ崩壊の再定式化:High-Z 核に対する有効な手法2020

    • 著者名/発表者名
      堀内渉, 佐藤透, 上坂優一, 吉田賢市
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原子核半径決定における重陽子標的の有用性2020

    • 著者名/発表者名
      堀内渉, 鈴木宜之, 上坂友洋, 三輪海彩
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 密度依存α-N有効相互作用を用いた弾性散乱の記述2020

    • 著者名/発表者名
      椿原康介, 江幡修一郎, 堀内渉, 古本猛憲
    • 学会等名
      日本物理学会2020 年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原子核密度分布に対する反陽子-原子核散乱の有用性2020

    • 著者名/発表者名
      槇口雄二,堀内渉,小濱洋央
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるヘリウム原子核の電弱応答2019

    • 著者名/発表者名
      堀内渉
    • 学会等名
      核データと元素合成を中心とする宇宙核物理研究会、北海道大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 6体計算による6Li の電気双極子励起機構の研究II2019

    • 著者名/発表者名
      佐塚修司、堀内渉
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 包括的ニュートリノ原子核反応の記述に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      堀内渉
    • 学会等名
      研究会「ニュートリノ原子核反応とニュートリノ相互作用」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Description of inclusive neutrino-nucleus reactions without explicit angular momentum decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, K. Yoshida, T. Sato
    • 学会等名
      2nd Annual Symposium of Gravitational-Wave Genesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear radii and density determination using a proton target2018

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi
    • 学会等名
      Workshop on "HIAF High-Energy Beam Line Physics and Nuclear Astrophysics"
    • 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] Role of alpha-cluster structure in electric-dipole excitations of 6Li2018

    • 著者名/発表者名
      S. Satsuka, W. Horiuchi
    • 学会等名
      Fifth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society 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] Short-range correlations and momentum distributions in light nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi
    • 学会等名
      Mini-Symposium on "Two- and three-body correlations in nuclei" at Fifth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society 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] Proton-nucleus scattering as a probe of the nuclear structure2018

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi
    • 学会等名
      International Conference on Physics Mandalay, 2018
    • 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] Glauber model analysis for the 22C nuclear radius2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagahisa, W. Horiuchi
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Few-Body Problems in Physics (FB22)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complete Glauber calculations for high-energy inelastic processes2018

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, S. Hatakeyama, T. Nagahisa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 北海道大学原子核理論研究室

    • URL

      http://nucl.sci.hokudai.ac.jp/tnpl/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 研究会「ニュートリノ原子核反応とニュートリノ相互作用」

    • URL

      http://j-parc-th.kek.jp/workshops/2019/02-22/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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