| 研究課題/領域番号 |
18K03660
|
|---|
| 研究機関 | 大阪工業大学 |
|---|
研究代表者 |
明 孝之 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (20423212)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 核力 / テンソル力 / 第一原理計算 / クラスター / 分子動力学 / 核物質 / 複素座標スケーリング / K中間子原子核 |
|---|
| 研究実績の概要 |
研究実績は主に以下の4項目である。
1.「テンソル最適化-反対称化分子動力学」(TOAMD)の拡張：TOAMDがもつAMD基底関数に配位混合を行った。特に核子が高運動量(high momentum)を持つ基底を混ぜた。その結果、4Heについて現実的核力を用いた第一原理計算の結果を再現した。加えて、高運動量を含むAMD基底関数が記述する相関は、ある条件下においてガウス型の2体相関関数と等価であることを証明した。現在は質量数4を超えたp殻核の計算を進めている。
2.「High-momentum AMD」(HM-AMD)の拡張：HM-AMDでは核子を表すガウス波束に高運動量成分を持たせる。南京大学との共同研究の下、核子の運動量をガウス分布で重ね合わせた「Gaussian high-momentum AMD」を考案した。この方法では、HM-AMDで用いる大量の数のAMD基底を、ガウス型の重みを持つ単独の状態で表すため、基底数を大幅に削減できる。実際に短距離斥力について、少ない基底数で従来と等価な結果を得た。
3.現実的核力に基づく核物質の新理論：核物質の性質は原子核の飽和性や中性子星の理解の基本となる。しかし、核力から出発した核物質の状態方程式には理論による違いがある。そこで信頼できる核物質の記述のために「変分原理」に基づく新しい理論を構築した。理論の特徴として、有限粒子数で核物質を扱い、UCOMと高運動量をもつ核子対で相関を記述する「UCOM+HM」を用いる。
4.複素座標スケーリング法(complex scaling method,CSM)によるバリオン少数系の共鳴状態：反K中間子を含む原子核であるKppに対して、結合チャネル法により信頼性の高い共鳴状態を得た。また仮想状態(Virtual state)に関して、CSMで求めた準位密度から情報を得る新しい手法を考案した。
|
| 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
核力に基づく原子核理論であるTOAMDを出発点として、さまざまな拡張がなされ、各々の成果が論文として公表された。
1) TOAMDの基底関数に配位混合を行うことで、より多くの多体相関を扱える拡張がなされた。特に核子の高運動量成分を陽に取り入れた。
2) HM-AMDを拡張して、少ない基底数で核力による多体相関を効率よく記述できる理論「Gaussian HM-AMD」を考案した。
3) 核物質を核力から記述する新しい理論「UCOM+HM」を構築した。この理論の背景には、これまで研究代表者が発展をさせてきたTOAMDやHM-AMD、テンソル最適化殻模型(Tensor-optimized shell model,TOSM)といった理論がある。これらを用いた有限核の研究で培ってきた多体相関を記述するための多くの知見と手法が、核物質研究にも活用された。
以上の成果から、進捗状況は順調であると判断される。
|
| 今後の研究の推進方策 |
TOAMDを中心とした種々の理論が確立された。この成果を踏まえて以下の2項目が今後の推進方策の中心となる。
1) p殻核を含む軽い核の核力から出発した計算：TOAMDとHM-AMDを改良することで、多体相関を効率よく記述する理論が構築された。これらの理論を用いて、既存の少数系研究において困難であるp殻核の構造解析を行う。枠組みの発展では、テンソル力の行列要素は空間とスピンの結合のために一般的に数値計算に時間を要する。そこで研究代表者は、これを簡素化する方法を考案し計算の高速化に成功した。この改良により質量数の大きな系も扱えると見込まれる。
2) 核物質の計算：本年度構築した変分原理に基づく核物質の新しい理論「UCOM+HM」は、まず短距離斥力の扱いについて有効性が示された。次段階としてテンソル力を含む現実的核力に適用し、その有用性を調べる。得られた結果に基づいて対称核物質・中性子物質に関して信頼できる状態方程式の構築を行う。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年度に研究代表者、および研究協力者の出張が計画されており、そのための旅費を確保する必要が生じたため、2018年度の助成金の使用を控えた。
|
