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2018 年度 実施状況報告書

輸送理論で解き明かす核反応と核物質におけるクラスター相関

研究課題

研究課題/領域番号 17K05432
研究機関東北大学

研究代表者

小野 章  東北大学, 理学研究科, 助教 (20281959)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードクラスター / パウリブロッキング / 輸送模型 / π中間子生成 / 反対称化分子動力学 / 重イオン衝突
研究実績の概要

重イオン衝突では,この年度に発表したレビュー論文にもまとめたように,広いエネルギー領域での諸課題において,クラスター相関が本質的な役割を果たす.当該年度の反対称化分子動力学(AMD)に基づいた研究では,年度当初の予定通り,重イオン衝突におけるストッピング(3次元運動量分布が等方化する度合い)をクラスター相関と関連付けて系統的に調べた.クラスター相関を弱めると,核子あたり30~300 MeVのエネルギー領域において,ストッピングとクラスター・フラグメント生成について,既存の実験データの再現に影響することが分かった.これは,媒質中でのクラスター相関についての示唆であるとともに,今後の理研TPC実験の解析にも重要な意味を持つと言える.
輸送模型比較の国際共同研究では,箱の中でのπ中間子生成について,小野が中心となって,10個のコードを比較した結果を取りまとめ,論文の投稿が完了した.比較を進める過程で各コード固有の問題が解消され,この系では輸送模型の予言の不定性が小さく抑えられた上,残る不定性の原因の大部分も理解できた.この成果は,実験データの情報から高密度対称エネルギー(非対称核物質の状態方程式)を決定するための重要なステップであり,また,理論的な問題としては,粒子衝突に伴って生じる相関の存在とその影響が解明できたことも重要である.実際,独自に進めているAMDとJAMコードを組み合わせた模型(AMD+JAM)による重イオン衝突でのπ中間子生成の計算では,この相関の考えをさらに推し進めることにより,核子に対するパウリブロッキングがπ中間子生成に及ぼす影響についての理解が深まった.

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

輸送模型比較では,ボルツマン方程式のような一体理論では考慮しないが輸送模型計算には存在する相関の理解が深まった点は,当初の予想を超えており,さらにそれがAMD+JAM計算など関連する研究にも好影響を与えている.一方,クラスターを考慮した箱の中での熱平衡計算は,次年度に取り組むこととしている.

今後の研究の推進方策

基本的には,これまでの研究を継続・発展させつつ,交付申請書に記載の計画のように,今後の研究を推進する予定である.輸送模型比較の研究は,これまでの箱の中の系から重イオン衝突の系でのπ中間子生成の比較へと発展させる.また,箱の中でのクラスター相関の研究に独自に着手する.

次年度使用額が生じた理由

ほぼ予定通りであったが,端数が生じた.次年度の旅費などに利用したい.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Shanghai Advanced Research Institute/China Institute of Atomic Energy/Sun Yat-sen University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shanghai Advanced Research Institute/China Institute of Atomic Energy/Sun Yat-sen University
    • 他の機関数
      4
  • [国際共同研究] Michigan State University/Texas A&M University/Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Michigan State University/Texas A&M University/Lawrence Berkeley National Laboratory
  • [国際共同研究] INFN-LNS/INFN Firenze(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN-LNS/INFN Firenze
  • [国際共同研究] University of Munich/GSI(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Munich/GSI
  • [国際共同研究] IFIN-HH(ルーマニア)

    • 国名
      ルーマニア
    • 外国機関名
      IFIN-HH
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Dynamics of clusters and fragments in heavy-ion collisions2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono
    • 雑誌名

      Prog. Part. Nucl. Phys.

      巻: 105 ページ: 139-179

    • DOI

      10.1016/j.ppnp.2018.11.001

    • 査読あり
  • [学会発表] Pauli blocking effects on pion production in AMD+JAM approach2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono
    • 学会等名
      International Workshop on Nuclear Dynamics in Heavy-Ion Reactions (IWND2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interplay between cluster correlations and collision dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono
    • 学会等名
      NuSYM18: 8th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Summary of HW3 results2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono
    • 学会等名
      Transport Workshop 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Pauli blocking effects on pion production in heavy-ion collisions2018

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Ikeno
    • 学会等名
      NuSYM18: 8th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impacts of cluster correlations on heavy-ion collision dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono
    • 学会等名
      NN2018: 13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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