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2010 年度 実績報告書

元素合成過程におけるニュートリノ‐原子核反応および電子捕獲反応

研究課題

研究課題/領域番号 22540290
研究種目

基盤研究(C)

研究機関日本大学

研究代表者

鈴木 俊夫  日本大学, 文理学部, 教授 (70139070)

研究分担者 本間 道雄  会津大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (40264569)
キーワード殻模型 / ニュートリノ / 電子捕獲 / 元素合成 / r-プロセス
研究概要

新しい殻模型ハミルトニアンを用いて、原子核での弱過程、すなわち電子捕獲反応、ニュートリノ反応およびベータ崩壊、のより正確な評価を行い、元素合成過程に及ぼす影響の重要性を示した。
fp-殻核、特にNi同位体からの電子捕獲反応の高温、高密度条件下での捕獲率を、新しい殻模型ハミルトニアン(GXPF1J)によって得られたガモフ・テラー遷移強度を用いて評価し、実験のガモフ・テラー遷移強度に基づく捕獲率を58,60Ni核で再現することに成功した。従来の計算からの著しい改善は、新しいハミルトニアンのより広範囲の有効性を示すだけでなく、電子捕獲過程が重要な役割を果たす星の終末期の崩壊過程のより正確な記述への進展の第一歩が得られたことを意味する。
テンソル力の効果を正しく取り入れ、殻進化をより良く記述できる新しいハミルトニアン(SFO、SFO-tls)を用いて、軽核、特に16Oのスピン双極子遷移強度を評価した。従来の計算に比べ強度の分散が大きく、エネルギーの位置の記述もより正確になった。ニュートリノ-16O反応の断面積の評価の改良につながる。この改良は、水を検出器とするニュートリノ反応の評価に重要である。
新しいハミルトニアン(GXPF1J)によるガモフ・テラー遷移強度を用いて、ニュートリノ-52,54Fe反応の断面積の評価を行った。52Feでは特に中性カレント反応断面積が従来のKB3Gハミルトニアンによる評価より増大することを示した。星の中での51V生成率の増大が見込まれる。
中性子数N=126のアイソトーンからのβ崩壊を、改良された殻模型ハミルトニアンに基づき評価した。第一禁止遷移からの寄与の重要性を示し、アイソトーン(N=126)の半減期が標準的な評価より減少することを明らかにした。これらのより短い半減期は、元素合成r-プロセスの合成元素の第三ピークの位置に有意な影響を与えることを示した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Spin-dependent Nuclear Weak Processes and Nucleosynthesis in Stars2011

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, M.Honma, T.Yoshida, H.Mao, T.Kajino, T.Otsuka
    • 雑誌名

      Progress in Particle and Nuclear Physics

      巻: 66 ページ: 385-389

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Body Forces and the Limit of Oxygen Isotopes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Otsuka, T.Suzuki, J.Holt, A.Schwenk, Y.Akaishi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 105 ページ: 032501/-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Neutrino-nucleus reactions at MeV region based on new shell model Hamiltonians2011

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 学会等名
      7^<th>International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few-GeV Region(NUINT11)
    • 発表場所
      Dehradun, India(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] Spin modes in nuclei and astrophysical processes based on new Hamiltoninans2011

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 学会等名
      International EFES-IN2P3 Conference on "ManyBody Correlations from Dilute to Dense Nuclear Systems"
    • 発表場所
      Institute of HenriPoincare, Paris, France
    • 年月日
      2011-02-18
  • [学会発表] Beta decays and isobaric analog states of exotic light nuclei2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 学会等名
      International Symposium on HALO 2010
    • 発表場所
      湘南ビレッジセンター、神奈川県、日本(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] Spin modes in nuclei and nuclear forces2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, T.Otsuka
    • 学会等名
      International Symposium on New Faces of Atomic Nuclei
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2010-11-15
  • [学会発表] Spin-dependent weak processes and nucleosynthesis in stars2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, M.Honma, T.Yoshida, H.Mao, T.Kajino, T.Otsuka
    • 学会等名
      International School of Physics, 32^<nd>Course, Particle and Nuclear Astrophysics
    • 発表場所
      Centre Ettore Majorana, Erice, Italy
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] Nuclear weak processes in stars2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 学会等名
      Japan-Italy EFES Woekshop on Correlations in Reactions and Continuum
    • 発表場所
      Univ.of Torino, Torino, Italy(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] Structure of neutron-rich Ca isotopes and roles of three-body interaction2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, T.Otsuka
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Frontiers in Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions(FINUSTAR3)
    • 発表場所
      Rhodos, Greece
    • 年月日
      2010-08-25
  • [学会発表] Electron capture reactions and beta decays in astrophysical environments2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, M.Honma, T.Yoshida, T.Kajino, T.Otsuka, H.Mao
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Frontiers in Nuclear Structure, Astrophysica and Reactions(FINUSTAR3)
    • 発表場所
      Rhodos, Greece
    • 年月日
      2010-08-23
  • [学会発表] Gamow-Teller and First-Fobidden Transition Strengths in Astrophysical Processes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, M.Honma, T.Yoshida, H.Mao, T.Kajino, T.Otsuka
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference 2010(INPC2010)
    • 発表場所
      Univ.of British Columbia Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-07-09
  • [学会発表] Electron capture reactions in fp-shell nuclei and beta decays in rare isotones2010

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 学会等名
      ECT* Workshop on "Reactions and Nucleon Properties in Rare Isotopes"
    • 発表場所
      ECT*(European Center for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Re-lated Areas)Torento, Italy
    • 年月日
      2010-04-06

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公開日: 2012-07-19  

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