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2013 年度 実績報告書

原子核の低エネルギー集団励起と核融合・核分裂機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25287065
研究種目

基盤研究(B)

研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

中務 孝  独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 准主任研究員 (40333786)

研究分担者 吉田 賢市  新潟大学, 自然科学系, 助教 (00567547)
市川 隆敏  京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員 (00370354)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード時間依存密度汎関数理論 / 線形応答 / 大振幅集団運動 / 国際情報交換
研究概要

平成25年度においては、時間依存密度汎関数理論に基づく線形応答計算と2次元ハートレー・フォック・ボゴリューボフ(HFB)計算コード開発において進展を得ることができた。
まず、線形応答計算では、低エネルギーの電気双極子強度関数計算を系統的に行い、不安定核における観測から中性子物質や核物質の状態方程式にどれだけ強い拘束を付けることができるかを調査した。その結果、安定線から遠くはなれた中性子過剰核における観測が状態方程式に強い制限を与えることが分かった。また、スピン・アイソスピン応答関数の計算のコード開発に成功した。これらの成果は、本研究課題の研究代表者(中務孝)および研究分担者(吉田賢市)を中心に実行した研究であり、大振幅集団運動の質量パラメータ計算において重要な寄与をなす発展である。
また、我々が過去に開発した2次元HFB計算のプログラムでは、数値的不安定性があり、原子核が大きく変形した領域における計算がうまくいかないという欠点があった。この原因を調査した結果、収束を早めるために使っていたmodified Broyden法の中に問題があることが分かった。これを改善し、現在は変形の大きさに関わらず安定して収束解を得ることができるようになった。この成果は、本研究課題の科研費により雇用したポスドク研究者(下山裕考)および吉田(研究分担者)を中心に行った。
また、原子核に特徴的なアイソバリック・アナログ状態を記述できる陽子・中性子混合密度汎関数理論の構築および数値計算コード開発を実行した。中務を中心とする理研のグループがワルシャワ大学のDobaczewski氏と共同して、汎用コードとして良く知られているHFODDにこれを組み込むことに成功した。

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

HFB計算の数値的不安定性が解決したため、核変形に伴うポテンシャル・エネルギーの計算は可能になっている。この分については順調に進んでいる。一方で、実時間発展の計算は、大規模並列化による性能向上が思った程上がっていない等、やや遅れている。

今後の研究の推進方策

次の課題は、核分裂等を記述する上で必要となる質量パラメータ計算であり、このために必要な開発を進める。実時間計算では、並列化性能向上に向け努力し、核分裂・融合等に向けた応用を開始する。

次年度の研究費の使用計画

支援員雇用の人件費一部と旅費支払いの一部が4月支払いとなったため。また、参加予定のシンポジウムに所用で参加できなかった。
4月支払い分は、繰り越し金をそのまま利用。また、昨年の成果発表の旅費としても利用する予定。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Low-energy E1 strength in select nuclei: Possible constraints on neutron skin and symmetry energy2013

    • 著者名/発表者名
      T. Inakura, T. Nakatsukasa, and K. Yabana
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 88 ページ: 051305

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.88.051305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-isospin response of deformed neutron-rich nuclei in a self-consistent Skyrme energy-density-functional approach2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2013 ページ: 113D02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptt091

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Di-neutron correlation in monopole two-neutron transfer modes in the Sn isotope chain2013

    • 著者名/発表者名
      H. Shimoyama and M. Matsuo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 88 ページ: 054308

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.88.054308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-density-functional calculations including proton-neutron mixing2013

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, J. Dobaczewski, T. Nakatsukasa, and W. Satula
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 88 ページ: 061301

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.88.061301

    • 査読あり
  • [学会発表] Fully-selfconsistent deformed proton-neutron QRPA with Skyrme EDF2014

    • 著者名/発表者名
      吉田賢市
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 2次元座標表示拘束条件付きHFB法による大変形状態の記述2014

    • 著者名/発表者名
      下山裕考,吉田賢市,中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Low-lying spin-isospin modes of excitation and isoscalar pairing2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida
    • 学会等名
      New correlations in exotic nuclei and advances of theoretical models
    • 発表場所
      YITP, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      20140310-20140323
  • [学会発表] Spin-isospin modes of excitation and beta-decay properties of neutron-rich Zr isotopes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida
    • 学会等名
      JUSTIPEN-JUSEIPEN Workshop
    • 発表場所
      RIKEN, Wako, Japan
    • 年月日
      20131209-20131212
  • [学会発表] 原子核の量子的集団ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      中務孝
    • 学会等名
      卓越した大学院拠点形成 シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学、東京
    • 年月日
      20131203-20131203
    • 招待講演
  • [学会発表] TDDFT計算による原子核の集団励起と反応2013

    • 著者名/発表者名
      中務孝
    • 学会等名
      異分野交流会「量子多体系のダイナミクス計算」
    • 発表場所
      分子科学研究所、岡崎
    • 年月日
      20131113-20131114
    • 招待講演
  • [学会発表] Basic Issues in Theories of Large Amplitude Collective Motion2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      INT workshop: Quantitative Large Amplitude Shape Dynamics: fission and heavy ion fusion
    • 発表場所
      Institute for Nuclear Theory, University of Washington, USA
    • 年月日
      20130923-20131115
    • 招待講演
  • [学会発表] Collective mass parameters in Skyrme EDF2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida
    • 学会等名
      INT workshop: Quantitative Large Amplitude Shape Dynamics: fission and heavy ion fusion
    • 発表場所
      Institute for Nuclear Theory, University of Washington, USA
    • 年月日
      20130923-20131115
  • [学会発表] Finite amplitude method in linear response TDDFT calculations2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      XX International School on Nuclear Physics, Neutron Physics and Applications
    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 年月日
      20130916-20130921
    • 招待講演
  • [学会発表] Shape evolution in Skyrme energy-density-functional method2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida
    • 学会等名
      IN2P3-BLTP Workshop "Recent Achievements in Nuclear Theory
    • 発表場所
      Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, JINR, Dubna, Russia
    • 年月日
      20130722-20130727
    • 招待講演
  • [学会発表] Rotational effects on nuclear structure properties2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      8pi Symposium
    • 発表場所
      TRIUMF, Vancouver, Canada
    • 年月日
      20130718-20130718
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-dependent density-functional theory with the continuum2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      THEXO workshop on “Nuclear Structure and Astrophysical Applications"
    • 発表場所
      ECT*, Trento, Italy
    • 年月日
      20130708-20130712
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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