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Δ共鳴から深非弾性散乱に至る核子共鳴領域におけるニュートリノ反応の理論的研究

公募研究

研究領域ニュートリノで拓く素粒子と宇宙
研究課題/領域番号 19H05104
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
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 透  大阪大学, 核物理研究センター, 招へい教授 (10135650)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードニュートリノ原子核反応 / 核子共鳴 / 原子核弱過程 / ニュートリノ反応 / 中間子生成反応
研究開始時の研究の概要

ニュートリノと原子核・核子反応の理論的解析により、現在及び次世代ニュートリノ振動実験の解析に寄与する。我々が開発した核子共鳴領域おけるニュートリノ・核子中間子発生反応に対するチャンネル結合模型の高精度化を進める。Δ(1232)共鳴領域、Shallow Inelastic領域において、ニュートリノ重陽子泡箱実験の再解析結果等を用いた核子共鳴の遷移形状因子の検討から、進化させた反応模型を提唱する。またニュートリノおよび電子線反応による、電弱流結合定数探索の可能性を調べる。

研究実績の概要

ニュートリノ研究の中心課題は、ニュートリノ振動パラメタさらに質量の絶対値Majorana粒子/Dirac粒子の解明である。この際の、ニュートリノ反応は、核子多体系として理解される低エネルギー領域から、中間子生成が主要となる核子共鳴領域、さらにはクォーク・グルーオン自由度で表される深非弾性領域にわたるニュートリノ反応の理論的記述を精密化が求められている。我々は、電子散乱、中間子生成反応の包括的解析から、従来の模型を大幅に進化させた、中間子生成反応DCC模型を構築した。
1)今回、DCC模型における軸性ベクトル流の考察を行った。軸性ベクトル流とベクトル流の干渉項は、ニュートリノ反応と反ニュートリノ反応の差異をもたらし、軸性ベクトル流の性格な記述は非常に重要である。ここではベクトル流の共鳴粒子形状因子の運動量移行依存性を軸性ベクトル流形状因子に流用し、DCC模型の軸性ベクトル流強度不足が大きく改善されることを示した。
2)DCC模型を用いて準弾性散乱と共鳴領域におけるinclusive 12C(e,e')反応の解析を行った。Benharらが開発したSpectral functionを用い準弾性散乱に、DCC模型による共鳴の寄与に中間子交換電流を加え、inclusive電子散乱断面積を解析した。その結果、DCC模型を用いることによりデルタ共鳴領域より高いエネルギー移行領域でパイ中間子生成以外の顕著な寄与が見られた。また、いくつかの電子エネルギー、散乱角において、デルタ共鳴付近でデータとの不一致が残った。このことは核内における共鳴の伝搬、中間子生成領域における交換電流の考察など、さらなる課題があることを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Argonne National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Valencia-CSIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Near-threshold spectrum from a uniformized Mittag-Leffler expansion: Pole structure of the Z(3900)2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Wren A.、Morimatsu Osamu、Sato Toru、Yazaki Koichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 1 ページ: 0140341-11

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.014034

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electron wave functions in beta-decay formulas revisited (I): Gamow-Teller and spin-dipole contributions to allowed and first-forbidden transitions2021

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Wataru、Sato Toru、Uesaka Yuichi、Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 10

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab069

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutrino-nucleon reactions in resonance region2021

    • 著者名/発表者名
      Sato T.
    • 雑誌名

      The European Physical Journal Special Topics

      巻: 230 号: 24 ページ: 4409-4418

    • DOI

      10.1140/epjs/s11734-021-00284-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classifying the pole of an amplitude using a deep neural network2020

    • 著者名/発表者名
      Denny Lane B. Sombillo, Yoichi Ikeda, Toru Sato, Atsushi Hosaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 1 ページ: 016024-016024

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.016024

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Momentum distribution of the electron pair from the charged lepton flavor violating process μe→ee in muonic atoms with a polarized muon2019

    • 著者名/発表者名
      Kuno Yoshitaka、Sato Joe、Sato Toru、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 7 ページ: 075012-075012

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.075012

    • 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
  • [学会発表] Electroweak pion-production on nuclei within DCC approach2022

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      NuSTEC workshop on electorn scattering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Resonance in Coupled Channel Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      Light Cone 2021: Physics of Hadrons on the Light Front
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino induced pion production2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      Neutrini and nuclei, challenges and opportunities for nuclear theory
    • 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] DCC coupled channel models2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      Neutrino-Nucleus pion production in the resonance region
    • 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] Neutrino reaction and neutrino interaction with nucleon2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      Neutirno Nuclear Responses 2019(NNR19) for double beta decays and Astro Neutrinos
    • 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] Nucleon to Resonance Form Factors and Duality2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      NuSTEC Board Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] ANL-Osaka DCC model

    • URL

      https://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~anl-osk/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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