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2020 年度 実施状況報告書

原子核密度汎関数理論による中性子過剰不安定核の対相関の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03964
研究機関筑波大学

研究代表者

日野原 伸生  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80511435)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード不安定核 / 対相関 / 原子核密度汎関数法
研究実績の概要

中性子過剰不安定核領域に特有な原子核の対相関の性質を、安定核と比較しつつ明らかにすることが本研究課題の目的である。荷電半径の同位体依存性は対相関の性質を反映することがこれまでの研究で指摘されている。荷電半径を精密に計算するため、原子核の電荷密度分布を相対論的定式化に基づいて計算する手法を用いた。この電荷密度分布では核内の陽子密度分布からの寄与に加えて、中性子密度分布からの寄与、スピンー軌道密度からの寄与および相対論的な効果が入っている。これを軸対称変形核の計算が可能な調和振動子基底による原子核密度汎関数理論の計算コードHFBTHOに実装した。この実装により変形核も含めた核図表の広範囲にわたる偶々核での精密な電荷密度分布の計算が可能となった。

荷電半径の同位体依存性を再現することが知られているFayans密度汎関数の性質を詳細に分析するため、Fayans密度汎関数をHFBTHOに実装し、二重魔法核で座標基底の計算コードとのベンチマーク計算を行った。Fayansの対密度汎関数を用いてCa, Ni, Sn, Pb同位体等の荷電半径を計算し、閉殻付近での荷電半径の同位体依存性に見られるキンクを再現した。

励起状態での対相関の影響を調べるために、有限振幅法に対外場を用いてSn原子核での対振動状態への遷移を系統的に計算した。標準的な密度依存性を持つ対密度汎関数の他、空間微分項を含む対密度汎関数を用いて低励起状態への対遷移を分析したが、対密度汎関数依存性よりもそれ以外の汎関数の粒子ー空孔部分の依存性のほうが大きいことがわかった。

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

不安定核の質量、荷電半径への対相関の影響の分析に向け、荷電半径を計算するために必要なコード構築と不安定核の記述に適した複数の対密度汎関数の原子核密度汎関数計算コードへの実装が進んでおり、計画通りに進展している。

今後の研究の推進方策

奇核の荷電半径の計算ができるように原子核密度汎関数理論計算コードを拡張したのちに、Fayans密度汎関数や、対密度の空間微分項を含む対密度汎関数を用いて質量、荷電半径等の系統的計算を行い、その性質の分析を行う。また、これらの汎関数が作る励起状態の構造の分析も行う。

次年度使用額が生じた理由

参加予定の会議が中止またはオンラインとなり、海外出張も不可能であったため旅費を使用することができなかった。今後出張が可能となれば旅費の使用を検討するが、不可能な間は必要となる計算機や研究資料などの物品購入を前倒しで行う予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Finite-amplitude method for collective inertia in spontaneous fission2021

    • 著者名/発表者名
      Washiyama Kouhei、Hinohara Nobuo、Nakatsukasa Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 103 ページ: 014306-014306

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.103.014306

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of nuclear time-dependent density-functional theory and its application to the nuclear isovector electric dipole resonance2020

    • 著者名/発表者名
      Shi Yue、Hinohara Nobuo、Schuetrumpf Bastian
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 ページ: 044325-044325

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.102.044325

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 原子核密度汎関数法による対振動・対移行反応の記述2021

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] Effect of pairing and deformation on nuclear charge distribution2021

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      ELPH研究会C028「電子散乱による原子核研究」ー原子核の電荷密度・陽子・中性子の分布と半径ー」
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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