余剰中性子によるクラスター構造安定化機構の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17662
• 研究機関: 松江工業高等専門学校
• 研究代表者: 須原 唯広 松江工業高等専門学校, 数理科学科, 講師 (10708407)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: クラスター構造 / 中性子過剰核

研究実績の概要

14Cのリニアチェイン構造に関して実験グループと共同研究を行い、申請者が予言した回転バンドと実験結果との比較を行った。リニアチェイン状態のα幅に対する計算も行い、より詳細に実験との対応を議論できるようにした。結果として、申請者が提唱した0+, 2+, 4+の回転バンドに対応する状態が見つかった。閾値からのエネルギーが理論計算と実験結果で非常によく一致するだけでなく、α幅についてもかなり良い対応が見られることが分かった。これはリニアチェイン状態存在の強力な証拠と言える。また、リニアチェイン構造が10Be+α共鳴散乱実験によって見つかり、幅がよく対応していることから、リニアチェイン構造内の10Be+α相関についても確認された、と考えられる。
またクラスター構造の壊れに関する模型、反対称化準クラスター模型（AQCM）、を中重核領域まで適用し、クラスターの壊れを表現できるかどうかを確認した。AQCMはjj結合シェル模型波動関数とクラスター模型波動関数を滑らかに繋ぐ模型であるが、これが中重核領域でも適用可能であることを示した。
現実的核力を用いた核構造、特にクラスター構造、の研究に用いる予定の理論である、テンソル最適化反対称化分子動力学（TOAMD）の開発が進んだ。TOAMDは相関関数を作用させることで、テンソル力の働きを取り込むが、その相関関数の数を段々と増やすことで、逐次変分法として扱えることが分かった。具体的に3Hと4Heの基底状態を計算し、様々な第一原理計算と比べても遜色のない理論模型であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

中性子過剰核におけるリニアチェイン構造の回転バンドが実験的に見つかったのは望外の成果であった。またTOAMDが、現実的核力を非常によく取り扱えることが実証されたことは、今後の研究を進めていく上で非常に大きな成果であった。

今後の研究の推進方策

TOAMDにパリティ角運動量射影と生成座標法を実装し、現実的核力から出発した中性子過剰核におけるクラスター構造計算の準備を進める。
また、伝統的クラスター模型を用いてより詳細に中性子過剰なC同位体の研究を行う。

次年度使用額が生じた理由

参加を予定していた研究会が、本務のため参加不可能になったため。

次年度使用額の使用計画

発表の旅費として利用する。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental investigation of a linear-chain structure in the nucleus 14C (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, D. Kahl, S. Hayakawa, Y. Sakaguchi, K. Abe, T. Nakao, T. Suhara, N. Iwasa, A. Kim, D.H. Kim, S.M. Cha, M.S. Kwag, J.H. Lee, E.J. Lee, K.Y. Chae, Y. Wakabayashi, N. Imai, N. Kitamura, P. Lee, J.Y. Moon, K.B. Lee, C. Akers, H.S. Jung, N.N. Duy, L.H. Khiem, and C.S. Lee
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 766 ページ: 11(1-6)
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.12.050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tensor-optimized antisymmetrized molecular dynamics as a successive variational method in nuclear many-body system (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo, Hiroshi Toki, Kiyomi Ikeda, Hisashi Horiuchi, and Tadahiro Suhara
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 769 ページ: 213(1-6)
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.physletb.2017.03.059
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] General transformation of α cluster model wave function to jj-coupling shell model in various 4N nuclei (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Itagaki, Hideaki Matsuno, and Tadahiro Suhara
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 2016 ページ: 093D01(1-19)
  • DOI: https://doi.org/10.1093/ptep/ptw125
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Antisymmetrized molecular dynamics studies for exotic clustering phenomena in neutron-rich nuclei (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura, T. Suhara, and Y. Kanada-En’yo
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. A 巻: 52 ページ: 373(1-38)
  • DOI: 10.1140/epja/i2016-16373-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] クラスター・シェル競合によるクラスター構造の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 須原 唯広
  • 学会等名: 研究会「クラスター・平均場の両側面からみる原子核構造の多様性とそのダイナミクス」
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2017-01-19 – 2017-01-20
• [学会発表] α-cluster breaking effects on cluster structures in 12C (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Suhara
  • 学会等名: 11th International Conference on Clustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics (Cluster16)
  • 発表場所: Napoli, Italy
  • 年月日: 2016-05-23 – 2016-05-27
  • 国際学会