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2012 年度 実施状況報告書

放射性捕獲3α反応による12C生成のダイナミクスの理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540261
研究種目

基盤研究(C)

研究機関新潟大学

研究代表者

鈴木 宜之  新潟大学, 自然科学系, その他 (70018670)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードTriple-alpha reaction / Complex scaling method / Correlated Gaussian
研究概要

α粒子間のポテンシャルが与えられたとき、粒子相関を顕に含んだガウス基底で3α粒子系のエネルギーを計算するプログラムを作成した。特に角運動量に依存するポテンシャルが作用する場合に、安定して数値計算する方法を工夫した。更に極低エネルギーの連続状態を離散化する必要性から、基本的にはガウス基底を用いながら指数関数的振舞いをする擬似指数関数基底を作ることが可能になった。
3個のα粒子の放射性捕獲によって炭素12の原子核が生成される反応は、電荷を持った粒子の3体連続状態の問題なので極めて難しい部類の問題に属する。この困難さを回避するために連続状態を直接扱わないで、放射性捕獲反応を炭素12の光分解の逆反応に関連づけ複素スケーリング法を適用して求める反応率を計算することにした。この定式化は完成させた。
光分解反応などのように束縛状態である始状態から2体、3体系のエネルギー連続状態である終状態への強度関数(応答関数)を理論的に計算することをヘリウム原子核の場合に徹底的に実行し、複素スケーリング法の問題点とそれを解決するための工夫を学んだ。特に反応の閾値近傍では安定して数値計算することが容易ではなく別の考察が必要になるので、解析的な方法で明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題の遂行にとって不可欠の複素スケーリング法を十分に使いこなすために、それ自体物理的に興味のある4He原子核の電気双極子ならびにスピン-双極子応答の課題を徹底的に調べたため、予想以上に時間がかかったことが一つの理由。
もう一つの理由は、3個のα粒子の放射性捕獲反応を炭素12が光を吸収しα粒子3個に分解する反応に関係づける理論をあいまいさなく定式化するために、幾つかの文献を調べながら学ぶ必要があったことである。

今後の研究の推進方策

まず、8Be,12Cの基本的性質をα粒子系のハミルトニアンで出来るだけ再現するようなハミルトニアンを決定する。
次に3α粒子系の2+の束縛状態から0+への電気四重極遷移の強度関数を計算する。本来は0+の連続状態に関心があるが、まず相関ガウス基底を用いて離散化する。その基底が十分用意されたかどうかを判断するために和則を用いて検討する。
更に複素スケーリング法により3α粒子のエネルギーの関数として、放射性捕獲反応率の計算の準備をする。

次年度の研究費の使用計画

国内外の連携研究者との共同研究ならびに計算結果の分析のために用いる旅費がかなりの部分を占める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Spin-dipole strength functions of 4He with realistic nuclear forces2013

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, Y. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 87 ページ: 034001-1:16

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.87.034001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Four-nucleon scattering with a correlated Gaussian basis method2012

    • 著者名/発表者名
      S. Aoyama, K. Arai, Y. Suzuki, P. Descouvemont, D. Baye
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 52 ページ: 97-123

    • DOI

      10.1007/s00601-011-0266-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio study of the photoabsorption of 4He2012

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, Y. Suzuki, K. Arai
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 85 ページ: 054002-1:14

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.85.054002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glauber-model analysis of total reaction cross sections for Ne, Mg, Sin and S isitopes with Skyrme-Hartree-Fock densities2012

    • 著者名/発表者名
      W. Horiuchi, T. Inakura, T. Nakatsukasa, Y. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 024614-1:9

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.024614

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarized proton+4,6,8He elastic scattering with breakup effects in the eikonal approximation2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kaki, Y. Suzuki, R.B. Wiringa
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 86 ページ: 044601-1:9

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.86.044601

    • 査読あり
  • [学会発表] Structure and reactions in core plus few nucleons approximation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki
    • 学会等名
      YIPQS Int. Mol. on Coexistence of weak and strong binding in unstable nuclei
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      20130304-20130322
    • 招待講演
  • [学会発表] 少数核子系の計算からの課題2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木 宜之
    • 学会等名
      基研研究会「微視的有効相互作用の理論と核構造・核反応」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      20130212-20130214
  • [学会発表] Resonances and responses of few-body systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki
    • 学会等名
      基研研究会「量子力学における共鳴状態と非エルミート系」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      20121211-20121213
    • 招待講演
  • [学会発表] Electroweak response of 4He and its level structre2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki
    • 学会等名
      INT workshop on Electroweak properties of light nuclei
    • 発表場所
      Univ. of Washington, Seattle, U.S.A.
    • 年月日
      20121105-20121109
    • 招待講演
  • [学会発表] Summary talk -- from a theoretical point of view2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on Clcustering Aspects of Nuclear Structure and Dynamics
    • 発表場所
      Debrecen, Hungary
    • 年月日
      20120924-20120928
    • 招待講演
  • [学会発表] Clustering in nuclei2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki
    • 学会等名
      Hprozons of Innovative Theories, Experiments, and Supercomputing in Nuclear Physics
    • 発表場所
      Astor Crowne Plaza, New Orleans, U.S.A.
    • 年月日
      20120604-20120607
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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