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低励起エネルギー領域でのクラスター形成とその極限としてのアルファ凝縮相形成

公募研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 21H00127
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
研究機関関東学院大学

研究代表者

船木 靖郎  関東学院大学, 理工学部, 准教授 (00435679)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードアルファクラスター / αクラスター / アルファクラスター構造 / アルファ凝縮 / 原子核構造 / α粒子凝縮
研究開始時の研究の概要

16O原子核までの軽い原子核系の励起状態には、α粒子が平均場を形成し最低エネルギー軌道に凝縮する、α凝縮状態が存在することが知られてきた。
本研究計画では、このα凝縮状態の存在を20Ne原子核においても理論的に明らかにすることを目指し、3種類の異なる微視的、半微視的クラスター模型を用いて多角的に検討する。ごく最近の実験により20Ne原子核には25MeV付近の励起エネルギー領域に5α凝縮状態の候補が観測されているので、この状態の性質を理論的に追及することを最大の目的とし、同時により低い励起エネルギー領域に現れる種々のクラスター構造状態を含め、20Neの包括的な核構造の理解を得ることを目指す。

研究実績の概要

1. 昨年度までに、拡張型微視的5アルファ凝縮模型を用いて、20Neの5アルファクラスター分解しきいエネルギーの3~4 MeV上の励起エネルギー領域に、5アルファクラスター凝縮構造を持った状態を再現した。本年度は、この結果を論文にまとめた上で、レフェリーのコメントにも基づき、特に連続状態との結合の様子を詳しく調べ昨年度までの結果を補強する作業を行った。最終的にNature Communications誌に掲載され、関東学院大、阪大RCNPから研究内容に関するプレスリリースを行った。
2. 12C+2アルファクラスター配位を持つ3体直交条件模型の解析を昨年度に引き続き行った。昨年度までに、従来理論計算によって示されてきたクラスター構造状態の他に、2αクラスター+12Cの直線鎖状態、12C+2アルファクラスターのガス的構造状態の存在を予言したが、本年度は、密度分布、電磁遷移強度等の残された計算を行い、前年度までの結果を補強した。現在計算結果を論文にまとめており、次年度以降になるが論文誌に投稿予定である。
3. 5アルファ凝縮状態を、5体のフル計算から再現することを目指し、半微視的クラスター模型である、5アルファ直交条件模型の計算コードの開発を昨年度に引き続き行った。本年度、ハミルトニアン行列要素の計算チェックを終え、完全に正しい計算コードが得られていることを確認した。現在5体計算に耐え得るべく、コードの最適化と並列化を行っており、次年度からの新規科研費プロジェクトにより本格的に計算結果を得ていく予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 復旦大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] The 5α condensate state in 20Ne2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Bo、Funaki Yasuro、Horiuchi Hisashi、Ma Yu-Gang、Roepke Gerd、Schuck Peter、Tohsaki Akihiro、Yamada Taiichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 8206-8206

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43816-9

    • 関連する報告書
      2022 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] Cluster structures of the 0 + states of 13 Λ C with the 3 α + Λ four-body orthogonality condition model2023

    • 著者名/発表者名
      Q. Wu, Y. Funaki, X. Chen
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 107 号: 1 ページ: 014317-014317

    • DOI

      10.1103/physrevc.107.014317

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Container picture for 3- and 4- states of 12C2022

    • 著者名/発表者名
      Bo Zhou and Yasuro Funaki
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 63 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01720-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Alpha condensate and dynamics of cluster formation2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Funaki
    • 雑誌名

      The European Physical Journal A

      巻: 57 号: 1 ページ: 14-14

    • DOI

      10.1140/epja/s10050-020-00321-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of 8-11Be isotopes with isospin-dependent spin-orbit potential in a cluster approach2021

    • 著者名/発表者名
      Lyu Mengjiao、Ren Zhongzhou、Horiuchi Hisashi、Zhou Bo、Funaki Yasuro、Roepke Gerd、Schuck Peter、Tohsaki Akihiro、Xu Chang、Yamada Taiichi
    • 雑誌名

      The European Physical Journal A

      巻: 57 号: 2 ページ: 51-51

    • DOI

      10.1140/epja/s10050-021-00363-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for alpha condensed states in 13C using alpha inelastic scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Inaba K、Sasamoto Y、Kawabata T、Fujiwara M、Funaki Y、Hatanaka K、Itoh K、Itoh M、Kawase K、Matsubara H、Maeda Y、Suda K、Sakaguchi S、Shimizu Y、Tamii A、Tameshige Y、Uchida M、Uesaka T、Yamada T、Yoshida H P
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 9 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab102

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 5α直交条件模型による20Ne励起状態の研究2024

    • 著者名/発表者名
      船木靖郎
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Alpha condensation in 20Ne studied with the orthogonality condition model2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Funaki
    • 学会等名
      Workshop on Nuclear Cluster Physics (WNCP2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 16O, 20Neにおけるアルファ粒子凝縮状態2023

    • 著者名/発表者名
      船木靖郎
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of alpha condensate and beyond2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Funaki
    • 学会等名
      Conference on Quantum-Many-Body Correlations in memory of Peter Schuck (QMBC2023)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 20Ne励起状態に現れるクラスター構造2022

    • 著者名/発表者名
      船木靖郎
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Alpha cluster formation in light nuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Funaki
    • 学会等名
      上海総合学術交流会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 20Neにおけるガス的12C+2α構造状態2021

    • 著者名/発表者名
      船木靖郎
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 原子核が特異な量子ガス状態になることを予言

    • URL

      https://univ.kanto-gakuin.ac.jp/news/20240122-0010.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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