微視的核子間相互作用に基づく不安定原子核の殻構造の解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22540266
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中田 仁 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80221448)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 半現実的核子間有効相互作用 / 原子核の殻構造 / 自己無撞着平均場理論 / テンソル力 / 対称エネルギー / 陽子泡構造 / 形状相転移

研究概要

微視的な核子間相互作用に基づき原子核構造の殻構造の全体像を理論的立場から解明することを目指し，以下の研究を行った。(1) 微視的核子間相互作用を基に，二重閉殻核の束縛エネルギーや球形核の対相関等の有限核の諸性質に加え，中性子物質の状態方程式についての微視的計算結果を再現する，半現実的核子間有効相互作用の新しいparameter-setを開発した。それにより，対称エネルギーの密度依存性が改善され，また広い密度領域でスピン自由度まで通常核物質の安定性が保持されることを確認した。(2) 上記の有効相互作用を用いて自己無撞着平均場計算(Hartree-Fock及びHartree-Fock-Bogolyubov計算)を実行し，中質量核から超重核に至る広い質量領域の球形核の殻構造を調べて，対相関からmagic number及びsub-magic numberを特定した。少数ながら，テンソル力の効果等により不安定核特有のmagic numberまたはsub-magic numberが現れる場合を見出した。(3) 上記の核子間有効相互作用を用いた球対称平均場計算により，Ca同位体の陽子空孔状態の準位逆転現象が定量的に再現できることを示した。その際，現実的テンソル力が重要な役割を果たす。さらに，対相関等のため準位逆転にもかかわらずAr同位体では陽子泡構造を持つとは考えにくいこと，他方34Siでは陽子泡構造の可能性があることを指摘した。(4) RPA計算により二重閉殻核等を例として低励起E1遷移の性質を調べ，励起エネルギーが高くなるにつれてスキン・モードから陽子・中性子モードへ徐々に推移すること，またスキン・モードの比率が核種にほとんど依存しないことを見出した。(5) 殻模型モンテカルロ法により希土類核の球形・変形クロスオーバー転移を再現し，集団運動による核準位密度の増大について調べた。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Semi-realistic nucleon- nucleon interactions with improved neutron-matter properties (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 雑誌名: Physical Review 巻: C87, No. 1 ページ: 014336 (9)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.87.014336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover from vibrational to rotational collectivity in heavy nuclei in the shell-model Monte Carlo approach (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Oezen, Y. Alhassid and H. Nakada
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 042502-1ー5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.042502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover from skin mode to proton-neutron mode in E1 excitations of neutron-rich nuclei (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada, T. Inakura and H. Sawai
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 87 ページ: 034302-1ー6
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.87.034302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean-Field and RPA approaches to stable and unstable nuclei with semi-realistic NN interactions (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: to be determined
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signatures of phase transitions in nuclei at finite excitation energies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Alhassid, C. Oezen and H. Nakada
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 1488 "Beauty in Physics: Theory and Experiment: In honor of Francesco Iachello on the occasion of his 70th birthday" ページ: 386-393
  • DOI: doi:10.1063/1.4759421
• [雑誌論文] Nuclear Level Density of 161Dy in the Shell Model Monte Carlo Method (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Oezen, Y. Alhassid and H. Nakada
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 21 ページ: 05002-1ー4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20122105002
• [雑誌論文] Mean-Field and RPA Approaches to Stable and Unstable Nuclei with Semi-Realistic NN Interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics Supplement 巻: 196 ページ: 371ー376
• [雑誌論文] Effects of Realistic Tensor Force on Nuclear Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1491 ページ: 246ー249
  • DOI: 10.1063/1.4764249
• [雑誌論文] Recent developments in the shell model Monte Carlo approach to nuclei (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Alhassid, A. Mukherjee, H. Nakada and C. Oezen
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 403 ページ: 012012-1ー7
  • DOI: 10.1088/1742-6596/403/1/012012
  • 査読あり
• [学会発表] Effects of Realistic Tensor Force on Nuclear Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 学会等名: International Conference on Nuclear Structure and Dynamics II
  • 発表場所: Opatija, Croatia
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] PDRの理論的課題について
  • 著者名/発表者名: 中田 仁
  • 学会等名: RCNP Mini Workshop on Pygmy Dipole Resonance
  • 発表場所: 大阪大学核物理研究センター
  • 招待講演
• [学会発表] 平均場近似による中質量核におけるbubbleの構造の研究
  • 著者名/発表者名: 杉浦 桂介，中田 仁
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] Mean-Field and RPA Approaches to Stable and Unstable Nuclei with Semi-Realistic NN Interaction
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 学会等名: International Symposium “Exotic Nuclear Structure From Nucleons”
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] Shell Model Monte Carlo Methods and their Applications to Nuclear Level Densities
  • 著者名/発表者名: H. Nakada
  • 学会等名: Workshop on “Computational approaches to nuclear many-body problems and related quantum systems”
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] The crossover from vibrational to rotational collectivity in heavy nuclei in the shell-model Monte Carlo approach
  • 著者名/発表者名: 中田 仁
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学