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2022 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 / 対回転 / 原子核密度汎関数法 / 対相関
研究実績の概要

中性子過剰不安定核に特有な原子核の対相関の性質を明らかにすることが本研究課題の目的である。2022年度は以下の3つの点について進展があった。
平均場理論に基づいて核内で局在化したα粒子の遷移振幅を評価した。αノックアウト反応断面積は原子核表面にどの程度α粒子が形成されているかの手がかりとなるが、反応断面積の錫同位体依存性の傾向を遷移振幅によって再現できた。中性子―陽子の混合のない平均場波動関数を用いた遷移振幅は中性子と陽子部分の積で表わされ、α粒子はスピンが逆向きの中性子、陽子ペアから構成されていることから、特に錫同位体のαノックアウトでは中性子の対相関が重要な役割を果たすことが明らかとなった。
有限核で支配的な対相関はスピンが逆向きの核子ペアの間に引力が働くスピン一重項対相関であるが、中性子星の高密度領域では二核子のスピンの向きが揃ったスピン三重項の対相関によっても超流動が起きることが知られている。有限核での同種粒子間のスピン三重項の対凝縮を示す指標を明らかにした。局所密度近似の範囲内ではスピン三重項の対凝縮を示す秩序変数はスピンカレント(テンソル)対密度であり、スピン一重項の対凝縮の秩序変数である局所対密度と連動して、スピンカレント対密度が有限となる、つまり、有限核ではスピン一重項とスピン三重項の対凝縮は混合して発生することが明らかとなった。また、スピンカレント対密度は局所対密度とは異なる軌道依存性を持っているため、スピン三重項対相関は質量の異なる不安定核領域の対相関の性質を、安定核領域のものとは異なったものとする可能性があることがわかった。
以前から進めている荷電半径の計算については、Ca同位体に焦点を宛て、荷電半径の同位体変化が陽子のどの1粒子軌道の変化によってもたらされているのかの詳細な分析を、複数の密度汎関数を用いて進めている。

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

当初の研究計画にはなかった同種粒子のスピン三重項対相関に関する研究も開始することができ、原子核の対相関のより包括的な理解に向けた研究が進んでいる。

今後の研究の推進方策

対回転の慣性モーメント、荷電半径、α粒子の遷移振幅、スピン三重項対相関などの複数の側面から進めている研究を論文としてまとめていきたい。

次年度使用額が生じた理由

2022年度はおおむね当初の計画通りに使用できたが、2021年度までの未使用分程度が残ったままとなっている。次年度に計算機購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Global calculation of two-neutrino double-β decay within the finite amplitude method in nuclear density functional theory2022

    • 著者名/発表者名
      Hinohara Nobuo、Engel Jonathan
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 105 ページ: 044314

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.105.044314

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] KIDS density functional for deformed nuclei: examples of the even-even Nd isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Gil Hana、Hinohara Nobuo、Hyun Chang Ho、Yoshida Kenichi
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 81 ページ: 113~120

    • DOI

      10.1007/s40042-022-00504-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collective model for cluster motion in 8Be, 12C, and 16O systems based on microscopic 2α, 3α, and 4α models2022

    • 著者名/発表者名
      Kanada-En'yo Yoshiko、Hinohara Nobuo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 106 ページ: 054312

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.106.054312

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of neutron pairing in alpha-knockout amplitude2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara, Takashi Nakatsukasa
    • 学会等名
      International Symposium on Nuclear Spectroscopy for Extreme Quantum Systems (NUSPEQ2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限核での同種粒子間スピン三重項対凝縮の分析2023

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生、大石 知広、吉田 賢市
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Global analysis of nuclear pairing rotation2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      Physics of RI: Recent progress and perspectives
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平均場理論によるアルファノックアウト反応の遷移振幅の計算2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      RCNP研究会「原子核反応研究の最近の話題と展望」
  • [学会発表] ノックアウト反応遷移振幅の平均場理論による評価2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      おのころ戸隠夏合宿
    • 招待講演
  • [学会発表] α粒子遷移振幅への対相関の影響2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生、中務 孝
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] 核子対凝縮に伴う南部ゴールドストーンモードとその観測量2022

    • 著者名/発表者名
      日野原 伸生
    • 学会等名
      RCNP研究会「微視的系と巨視的系における核子対凝縮相」
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of neutron pairing in alpha-knockout amplitude of Sn isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      International symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems (CLUSHIQ2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progress in nuclear DFT2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Hinohara
    • 学会等名
      YITP Workshop “Fundamentals in density functional theory" (DFT2022)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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