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2018 年度 実績報告書

原子核のスピン応答、弱遷移過程と元素合成

研究課題

研究課題/領域番号 15K05090
研究機関日本大学

研究代表者

鈴木 俊夫  日本大学, 文理学部, 教授 (70139070)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードスピン応答 / 殻模型 / 電子捕獲 / ベータ崩壊 / ニュートリノ-原子核反応 / 元素合成 / 核Urca過程
研究実績の概要

平成30年度の研究の主な実績は、(1) N=126アイソトーンの従来の標準的なモデルより短い殻模型によるβ崩壊の半減期を用いて、ウラン、トリウムに至るまでのr-過程元素合成を、コア崩壊型超新星爆発、中性子星合体の天体条件で調べ、r-過程元素合成の場所の特定に有益、不可欠な情報を得ることができた。
(2) 16Oのスピン双極子遷移強度、ニュートリノ-16O反応の様々な分岐チャネルごとの反応断面積を殻模型によって評価した。荷電変換型断面積が受けるニュートリノ振動の影響、ニュートリノ質量階層に対する依存性を調べ、将来のSUPER-KAMIOKANDEにおける測定可能性を議論した。
(3) 基本的核力に基づいて中性子過剰炭素同位体核の構造を研究し、半径、shell-gapの特徴から新しい魔法数、陽紙数Z=6の証拠を得た。また、中性子過剰窒素同位体核での陽子分布の半径の研究から中性子数N=14魔法数の証拠を得た
(4) N=Zのsd殻核の磁気双極子遷移において、遷移強度の減少のアイソスピン依存性と核力の関係、特にアイソスカラー型ペアリング力の効果の重要性を調べた。
研究期間全体を通じては、原子核のスピン応答を正しく記述できる新しい殻模型ハミルトニアンを用いて、fp殻核、sd殻核を中心に高圧・高温の天体条件下での精密な電子捕獲率、β崩壊率、ニュートリノ‐原子核反応断面積を系統的に評価し、これらの弱遷移率を用いて(1)Ia型超新星爆発における中性子過剰鉄属元素の過剰生成問題の解決、(2) 中性子星クラストでのUrca過程に重要な逆転の島領域核の弱遷移率の正しい評価、また(3) 基本的な核子-核子間相互作用に基づく三体模型による22Cの二中性子ハローの構造の解析、等に大きな成果を挙げることができた。天体での元素合成過程や核Urca過程、星の進化に重要な精密な核データの蓄積を行うことができた。

備考

(1) rates for sd-shell: obtained with USDB with Coulomb effects (A=17-28)
(2) rates for pf-shell: obtained with GXPF1J

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Wisconsin University/Western Michigan University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Wisconsin University/Western Michigan University
  • [国際共同研究] Saint Mary's University(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Saint Mary's University
  • [国際共同研究] Beihan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Beihan University
  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Bonn
  • [雑誌論文] Neutron skin and signature of the N=14 shell gap found from measured proton radii of 17-22N2019

    • 著者名/発表者名
      S. Bagchi, R. Kanungo, W. Horiuchi, G. Hagen, T. D. Morris, R. Stroberg, T. Suzuki et al.,
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 790 ページ: 251-256

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.01.024

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Supernova neutrino process of Li and B revisited2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kusakabe, M. K. Cheoun, K. S. Kim, M. Hashimoto, M. Ono, K. Nomoto, T. Suzuki, T. Kajino and G. Mathews
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 872 ページ: 164/1-20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aafc35

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence for prevalent Z=6 magic number in neutron-rich carbon isotopes2018

    • 著者名/発表者名
      D. T. Tran, H. J. Ong, I. Tanihata, N. Aoi, Y. Enyo-Kanada, T. Suzuki et al.,
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 1594/1-7

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04024-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isoscalar and isovector spin responses in sd-shell nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      H. Sagawa and T. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 97 ページ: 054333/1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.97.054333

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Beta decay rates for exotic nuclei and r-process nucleosynthesis up to thorium and uranium2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, R. Shibagaki, T. Yoshida, T. Kajino and T. Otsuka
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 859 ページ: 133/1-9

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aabfde

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gamow-Teller transitions from high-spin isomers in N=Z nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      H. Z. Liang, H. Sagawa, M. Sasano, T. Suzuki and M. Honma
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 ページ: 014311/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.98.014311

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nucleosynthesis constraints on the explosion mechanism for type Ia supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, M. Famiano, T. Kajino, T. Suzuki et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 863 ページ: 176/1-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad233

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutrino-nucleus reactions on 16O based on new shell-model Hamiltonians2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, S. Chiba, T. Yoshida, K. Takahashi and H. Umeda
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 ページ: 034613/1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.98.034613

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Charged-current scattering off the 16O nucleus as a detection channel for supernova neutrinos2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nakazato, T. Suzuki and M. Sakuda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimenta Physics

      巻: 2018 ページ: 4123E02/1-10

    • DOI

      10.1093/ptep/pty134

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of nuclear forces on shell evolution toward driplines2018

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

      JPS Conference Series

      巻: 23 ページ: 012028/1-8

    • DOI

      10.7566/JPSCP.23.012028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 炭素、酸素核の構造とニュートリノ核反応への応用2019

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      第5回超新星ニュートリノ研究会
  • [学会発表] ニュートリノ-原子核反応とニュートリノ検出、元素合成2019

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      「ニュートリノ原子核反応とニュートリノ相互作用」研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] R-process nucleosynthesis in core-collapse supernova explosions and binary neutron star mergers2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, R. Shibagaki, T. Yoshida, T. Kajino and T. Otsuka
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Nuclei in the Cosmos (NIC-XV)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear weak rates and cross sections for SN explosions and SN neutrino detection2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      Satellite Workshop of the NIC2018 on Core-collapse Supernovae in the Multi-messenger Era
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin-dependent modes in nuclei and astrophysical processes2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      International Symposium on Simplicity, Symmetry and Beauty of Atomic Nuclei
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure of neutron-rich carbon isotopes: shell evolution and two-neutron halo at the dripline2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, T. Otsuka and N. Tsunoda
    • 学会等名
      第5回日米合同物理学会
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrino-induced reactions on 16O: Supernova neutrino detection and nucleosynthesis of light elements2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, S. Chiba, T. Yoshida, M. Sakuda and K. Nakazato
    • 学会等名
      第5回日米合同物理学会
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrino-nucleus reactions on oxygen and carbon for supernova neutrino detection2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      12th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few-GeV Region (Nuint18)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of nuclear weak rates in nucleosynthesis and neutrino detection2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      Workshop on Physics at HIAF
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] e-capture and beta-decay rates for sd-shell nuclei

    • URL

      http://www.phys.chs.nihon-u.ac.jp/suzuki/data2/link.html

  • [備考] e-capture and beta-decay rates for pf-shell nuclei

    • URL

      http://www.phys.chs.nihon-u.ac.jp/suzuki/data4/link.html

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公開日: 2019-12-27  

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