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2016 年度 実施状況報告書

単極、双極遷移をプローブとするクラスター共鳴の探査と炭素燃焼過程への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K05339
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 真明  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50402813)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードクラスター共鳴 / アイソスカラー単極遷移 / アイソスカラー双極遷移
研究実績の概要

今年度は、シリコン28原子核の励起状態に存在する炭素12-酸素18, ヘリウム4-マグネシウム24, ベリリウム8-ネオン20から成るクラスター共鳴に関する研究を実施した。反対称化分子動力学模型を用いた数値計算を行い、シリコン28の励起状態に表われるクラスター共鳴の励起エネルギー、それらの構造と遷移強度を求めた。得られた成果は以下の様にまとめられる。
- 励起エネルギーが10-20 MeV の領域に、上記クラスター共鳴が複数存在する事を示した。当初考えていた正パリティのクラスター共鳴だけでなく、ほぼ同じエネルギー領域に負パリティの共鳴も存在する事が分かった
- 基底状態から、これらのクラスター共鳴への単極、双極遷移強度が非常に強いことを示し、α非弾性散乱によって、クラスター共鳴が強く生成される事を示した。また、遷移強度の強さと、クラスターの発達度合いの間に強い相関があることを示した。
以上の成果を、国際会議で招待講演口頭発表(計4回)し、また査読付論文として投稿、掲載が決定している。
また、クラスター共鳴の波動関数から、崩壊確率を求める新しい方法を考案した。ラプラス展解法と名付けられたこの新しい計算法は、従来行われていた近似を必要としないため、より正確にクラスター共鳴の崩壊幅を求めることが出来る。これによって、観測された崩壊幅と理論の結果との比較が可能となった。ラプラス展解法の枠組みも査読付論文として投稿し、掲載決定済みである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画は、マグネシウム24原子核とシリコン28原子核の、正パリティーを持つクラスター共鳴の研究であった。
シリコン28原子核に関しては、当初の計画よりも進展し、負パリティを持つクラスター共鳴に関する研究も終了した。また、クラスター共鳴の崩壊確率を求める方法を開発したことで、崩壊寿命の研究を、予定を前倒ししておこなうことが出来る様になった。
一方で、マグネシウム24に関する研究は、予定よりやや遅れ、次年度に取り組むこととした。
以上の状況を踏まえ、おおむね順調に進展していると評価する。

今後の研究の推進方策

クラスター共鳴の寿命を求める、新しい方法「ラプラス展解法」を新しく開発したことで、クラスター共鳴の寿命の研究を、前倒しして行う。具体的には、今年度調べたシリコン28原子核に現れる炭素12-酸素18, ヘリウム4-マグネシウム24, ベリリウム8-ネオン20から成るクラスター共鳴の寿命と崩壊モードを理論的に求め、既存の実験データとの比較を行う。
また、マグネシウム24のクラスター共鳴の研究も同時に進める。炭素12ー炭素12およびヘリウム4ーネオン20クラスター共鳴の共鳴エネルギー、単極、双極遷移強度、崩壊幅および崩壊モードを決定する。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であった、ワークステーションを、別予算で購入したため、未使用額が生じた

次年度使用額の使用計画

今年度、当初計画にはない、国際会議に複数回出席することとなったため、旅費として使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Structure and decay of the pygmy dipole resonance in 26Ne2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 ページ: 034331-1, 15

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.95.034331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antisymmetrized molecular dynamics studies for exotic clustering phenomena in neutron-rich nuclei2016

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura, T.Suhara, Y.Kanada-Enyo
    • 雑誌名

      European Physical Journal

      巻: A52 ページ: 373-410

    • DOI

      10.1140/epja/i2016-16373-9

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proton Distribution Radii of 12-19C Illuminate Features of Neutron Halos2016

    • 著者名/発表者名
      R.Kanungo, et al.,
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 ページ: 102501 1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.117.102501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isoscalar dipole transition as a probe for asymmetric clustering2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Chiba, M.Kimura, Y.Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: C93 ページ: 034319 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.93.034319

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure and decay pattern of the linear-chain state in 14C2016

    • 著者名/発表者名
      T.Baba, M.Kimura
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: C94 ページ: 044303 1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.94.044303

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Clustering and Nuclear responses2016

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市、茨城県)
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear responses and Clustering phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura
    • 学会等名
      Workshop on Nuclear Cluster Physics
    • 発表場所
      関東学院大学(横浜市、神奈川県)
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing asymmetric clusters by isoscalar monopole/dipole transitions2016

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Clustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics
    • 発表場所
      ナポリ(イタリア)
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear clustering probed by monopole and dipole responses2016

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura
    • 学会等名
      Clustering effects of nucleons in nuclei and quarks in multi-quark states
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-04-01 – 2016-04-22
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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