第一原理計算に基づく原子核クラスター状態におけるテンソル力の働きの解明

2022 年度 実績報告書

• 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, 教授 (20423212)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 核力 / テンソル力 / クラスター / 第一原理計算 / 分子動力学 / 高運動量 / 共鳴 / 複素スケーリング

研究実績の概要

【最終年度の成果】現実的核力を用いて有限系と無限系の原子核を記述する理論体系を構築した。その一つである「テンソル最適化反対称化分子動力学」(TOAMD)では、相関関数を使用しながら、より効率よく短距離斥力の相関を取り入れるために「ユニタリー相関演算子法」(UCOM)の適用を考え、本年度はその定式化を行い、完了した。今後はTOAMD+UCOMによる原子核の数値計算を行う予定である。無限核物質については高運動量に励起した核子対を含む基底関数を基底関数に採用し、全エネルギーの変分法により状態方程式を記述した。その結果、対称核物質の密度とエネルギーの飽和性の関係について、テンソル力の重要性を示した。

【研究期間全体の成果】a) 有限原子核に対して、現実的核力を直接用いる「テンソル最適化反対称化分子動力学」(TOAMD)の枠組みを構築した。相関関数の冪数を3次まで展開し、かつ、相関関数とハミルトニアンの積のクラスター展開で生じる多体相関項について、すべて独立な変分関数として扱うことで変分空間を拡張することに成功した。そこから派生してAMD基底関数に生成座標法を用いたり、高運動量を持つ核子対を基底関数に含めたりする拡張を行った。これらの手法により軽い核において、現実的核力が与える多体相関の役割を解明した。本枠組みは無限核物質にも適用可能である。そこで有限粒子数法に基づく無限核物質を記述する手法を考案し、現実的核力に基づいて状態方程式を記述することに成功した。特にテンソル力と全エネルギーの密度飽和性の関係を解明した。b) 原子核に現れる量子多体系の共鳴状態を解析した。特に一般的なコア核+4外殻核子系の5体問題を解く枠組みを確立した。

研究成果

• [国際共同研究] 南京大学/南京航空航天大学/華南理工大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 南京大学/南京航空航天大学/華南理工大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] モンゴル国立大学(モンゴル)
  • 国名: モンゴル
  • 外国機関名: モンゴル国立大学
• [雑誌論文] Possible interpretation of the complex expectation values associated with resonances (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo, Kiyoshi Kato
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 107 ページ: 014301
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.107.014301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft dipole resonance in 8C and its isospin symmetry with 8He (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo, Kiyoshi Kato
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 107 ページ: 034305
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.107.034305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Many-Body Correlations in Light Nuclei with the Tensor-Optimized Antisymmetrized Molecular Dynamics (2022)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo
  • 雑誌名: Handbook of Nuclear Physics (2022, Living reference work, Springer) 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/978-981-15-8818-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling the electric dipole strength of neutron-rich 8He: Prediction of multineutron collective excitations (2022)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo, Kiyoshi Kato
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 106 ページ: L021302
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.106.L021302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite particle-number description of symmetric nuclear matter with spin excitations of high-momentum pairs induced by the tensor force (2022)
  • 著者名/発表者名: Niu Wan, Takayuki Myo, Hiroki Takemoto, Hiroshi Toki, Chang Xu, Hisashi Horiuchi, Masahiro Isaka, Mengjiao Lyu, Qing Zhao
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 106 ページ: 034308
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.106.034308
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Soft dipole resonance in neutron-rich 8He (2022)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo, Myagmarjav Odsuren, Kiyoshi Kato
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2022 ページ: 103D01
  • DOI: 10.1093/ptep/ptac130
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of spatially compact nucleon wave packets in an ab initio description of 3H within high-momentum antisymmetrized molecular dynamics (2022)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Isaka, Qing Zhao, Takayuki Myo, Mengjiao Lyu, Hiroshi Toki, Hisashi Horiuchi, Hiroki Takemoto, Niu Wan
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 106 ページ: 044310
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.106.044310
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Short-range and tensor correlations in light nuclei (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo
  • 学会等名: RCNP colloquium
• [学会発表] Soft dipole resonance in 8He and 8C (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Myo
  • 学会等名: 3rd Japan-France Workshop "Few-body problems in Physics - from atoms to quarks"
  • 国際学会
• [学会発表] 8Cにおけるソフトダイポール共鳴の可能性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 明孝之
  • 学会等名: 日本物理学会 2023年春季大会
• [学会発表] 複素座標スケーリング法による共鳴の記述 (2022)
  • 著者名/発表者名: 明孝之
  • 学会等名: ブラックホール準固有振動研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 8Heにおけるソフトダイポールモードの可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 明孝之, 加藤幾芳
  • 学会等名: 日本物理学会 2022年秋季大会