パリティー電荷射影を伴う相対論的カイラル平均場モデルによる原子核の研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18540269
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 土岐 博 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (70163962)
• キーワード: パイ中間子の役割 / カイラル対称性 / 平均場近似 / パリティーの射影 / マジック数 / 表面パイオン凝縮 / フェルミオン・ボソン対称性 / カイラル対称性の破れ

研究概要

原子核におけるパイ中間子の役割をカイラル対称性のあるラグランジャンを使って理論的に研究を行った。原子核においては平均場近似でのこれまでの計算をパリティーと電荷の射影を行う計算に拡張した。まずはHe4の計算では全エネルギーに対するパイ中間子の役割が充分に大きいことと、原子核の半径や構造因子は定量的に再現できることをしめした。
C12ではp3/2の軌道まで核子が詰まっている。この時にはs1/2の核子はp1/2とパイ中間子で強く混合するし、p3/2の核子はd3/2とパイ中間子で強く混合する。このことにより、この原子核ではパイ中間子の役割は非常に大きい。ところが016になるとp1/2の軌道まで核子が詰まっていることにより、s軌道のパイ中間子相関はブロックされる。このことにより、パイ中間子の効果は半減する。さらに重い原子核になって行くと、深い軌道から順にパウリ効果でプロッキクングがおこり、結局は表面にある軌道だけが寄与することになる。
この表面にある軌道だけが寄与することが興味深い現象を引き起こす。即ち、jj閉核の方がLS閉核よりパイ中間子の寄与が大きくなり、マジック数の効果を引き出すことが分かった。即ち、jjのマジック数はパイ中間子が引き起こすことになる。一方で、表面だけのパイ中間子の役割だけでは十分な引力は得ること出来ない。このことは、パイ中間子の取り扱いの際に球形近似を使っていたことによることも判明した。今後はこの近似を外して定式化する方向に研究を始めた。
カイラル対称性の破れがパイ中間子を生み出す。この状況を定量的に表現するには真空でのフェルミオンの寄与を考慮する必要がある。このフェルミオンの寄与は非常に大きいことが判明した。これを克服するためにはボソンの寄与も同じ枠組みで計算する必要がある。フェルミオンと同じように真空の取り扱いをする方法を開発した。その上で、カイラル対称性の破れの要請を行うと、カイラル対称性に伴う物理量は満足すべきものを得ることができるごとを示すことができた。さらには、フェルミオンとボソンの真空の寄与はほとんど打ち消し合うことが分かった。これらの内容は現在投稿中である。

研究成果

• [雑誌論文] Five-body calculation of resonance and scattering states of pentaquark system (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Hiyama, M.Kamimura, A.Hosaka, H.Toki, M.Yahiro
  • 雑誌名: Physics Letters B 633 ページ: 237-244
• [雑誌論文] Double-A hypernuclei in the relativistic mean-field theory (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Shen, F.Yang, H.Toki
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 115 ページ: 325-335
• [雑誌論文] Light hadron spectra in the constituent quark model with the Kobayashi-Kondo-Maskawa-t Hooft effective U-A(1) symmetry breaking interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: V.Dmitrasinovic, H.Toki
  • 雑誌名: Annals of Physics 321, 355-401 (2006) 321 ページ: 355-401
• [雑誌論文] Charge and parity projected relativistic mean field model with pion for finite nuclei (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Ogawa, H.Toki, S.Tamenaga, S.Sugimoto, K.Ikeda
  • 雑誌名: Physical Review C 73 ページ: 034301-1-12
• [雑誌論文] The stability and the shape of the heaviest nuclei (2006)
  • 著者名/発表者名: L.S.Geng, H.Toki, E.G.Zhao
  • 雑誌名: Journal of Physics G 32 ページ: 573-582
• [雑誌論文] Spurious shell closures in the relativistic mean field model (2006)
  • 著者名/発表者名: L.S.Geng, J.Meng, H.Toki, W.H.Long, G.Shen
  • 雑誌名: Chin. Phys. Lett 23 ページ: 1139-1141
• [雑誌論文] Properties of color-Coulomb string tension (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakagawa, A.Nakamura, T.Saito, H.Toki, D.Zwanziger
  • 雑誌名: Physical Review D 73 ページ: 094504-1-8
• [雑誌論文] Critical analysis on deeply bound kaonic states in nuclei (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Oset, H.Toki
  • 雑誌名: Physical Review C 74 ページ: 015207-1-9
• [雑誌論文] Critical view on the deeply bound K-pp system (2006)
  • 著者名/発表者名: V.K.Magas, E.Oset, A.Ramos, H.Toki
  • 雑誌名: Physical Review C 74 ページ: 025206-1-10
• [雑誌論文] Synchrotron magnet power supply network with normal and common modes including noise filtering (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, H.Toki
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. ＆ Meth. A 565 ページ: 351-357
• [雑誌論文] Relativistic continuum Hartree Bogoliubov theory for ground-state properties of exotic nuclei (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Meng, H.Toki, S.G.Zhau, S.Q.Zhang, W.H.Long, L.S.Geng
  • 雑誌名: Progress in Particle and Nuclear Physics 57 ページ: 470-563