| 研究課題/領域番号 |
18K03617
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
金田 佳子 京都大学, 理学研究科, 准教授 (40300678)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | クラスター構造 / α散乱 |
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| 研究実績の概要 |
安定原子核、不安定原子核の低エネルギー励起モードの理論研究をさらに推し進めた。酸素同位体など中性子過剰な原子核における双極子励起モードに焦点をあてた。理論手法として反対称化分子動力学法を用いて低エネルギーの双極子励起状態を計算し、励起モードの性質を調べた。また、より単純なクラスター模型を用いて単極子・双極子励起モードを計算し、励起モードの特徴や発現機構を明らかにした。特に中性子過剰核において、芯の変形とそれに対する余剰中性子の運動によってどのような励起モードが現れるかについて、アイソスピン特性の観点から詳細な解析を行った。
これらの微視的構造計算によって得られた密度分布と遷移密度をinputにして、微視的な反応計算を行い、陽子非弾性散乱、α非弾性散乱の計算を系統的に行った。微視的な構造計算と反応計算を用いて理論的に求めた反応断面積を観測された実験値と比較することによって、理論計算の信頼性を評価するとともに、未知原子核に対する陽子、α粒子の非弾性散乱断面積の理論値を予言した。
基底状態のクラスター構造を観測する方法として、陽子弾性散乱の反応断面積の解析も行った。同位体間での密度差や断面積の差を解析することでモデル依存性の少ない定量的な解析が行えることが確認できた。また、原子核内のクラスター構造を直接観測する方法として、陽子散乱によってα粒子をたたき出すノックアウト反応の実験値の解析を進めた。10Be,12Beのαノックアウト反応の実験解析と理論計算を直接比較し、αノックアウト反応実験が核表面のαクラスターの存在確率を定量的に測るための良いプローブであることを確かめた。
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| 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
Be同位体や酸素同位体など中性子過剰な原子核における双極子励起モードを微視的理論計算によって解明することが本研究の特徴である。中性子過剰核では、芯原子核の周りの余剰中性子の運動によって多様が励起モードが現れる。本研究では、芯原子核がクラスター構造によって変形しており、変形した芯原子核の周りの余剰中性子の運動によって特徴的な双極子励起モードが出現することを明らかにした。クラスターを仮定した模型で詳細に解析することで、中性子の運動が芯変形の沿った運動と垂直方向の運動に分離されることで特徴的な励起モードを形成することがわかったことは大きな成果である。
実験観測と結び付けた研究に関しては、αノックアウト反応の解析が進んでおり、具体的な研究として10Be,12Beのαノックアウト反応の実験解析と理論計算を直接比較できたことは大きな進展である。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、励起モードの系統的研究を進め、中性子過剰核における新しい励起モードの探索を行う。励起モードを解明するために余剰中性子と変形芯の運動によって生じるダイナミクスを調べるが、より詳細な解析によって、平衡状態からの振動励起として記述できるモードと、振動として説明できない大振幅のクラスター励起モードに分類することを目指す。こうした研究を様々な中性子過剰核について系統的に行うことによって、双極子励起モードの普遍性を明らかにし、励起モードの出現機構の本質的理解を行う。特に、芯変形に対する余剰中性子のダイナミクスを明らかにし、クラスター構造と余剰中性子が励起モードにどのような役割を果たすのかという問題を解明する。
観測実験との関連させるために、引き続き、陽子散乱・α弾性散乱の微視的反応計算への適用を行う。さらに、弾性散乱反応やノックアウト反応による観測値から、原子核内のクラスターの存在確率を定量的に評価する研究をさらに推し進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナの影響により、国内研究会、国際会議が延期されており、また共同研究における打ち合わせも延期された。これらの研究活動のために当初の研究計画において支出予定であった国内旅費および海外旅費を次年度に延期する。次年度に延期されている研究会および国際会議に参加し、研究成果発表を行う。また、研究会の参加者と研究討議を行い、軽い原子核における低エネルギー単極子・双極子モードを解明する研究を行う。
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