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2013 年度 実施状況報告書

ハイパー核の生成・崩壊スペクトルと核物質中のハイペロン

研究課題

研究課題/領域番号 25400278
研究種目

基盤研究(C)

研究機関大阪電気通信大学

研究代表者

原田 融  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (70238187)

研究分担者 平林 義治  北海道大学, 情報基盤センター, 准教授 (60271714)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードハイパー核 / ストレンジネス / スペクトル / 核反応 / チャネル結合法 / シグマ粒子 / 理論核物理
研究概要

大強度陽子加速器施設(J-PARC)において展開されるハイパー核物理において, (K-,π±), (π±,K+)や(K-,K+)反応で生成されるハイパー核の構造と反応機構を理論的に解明するとともに,核物質中におけるΣやΞなどのハイペロンの役割を明らかにすることが目的である。
1.3ΛH, 4ΛHe, 4ΛHe*, 5ΛHeのs殻Λハイパー核の束縛エネルギーの実験値を再現する核内のハイペロン-核子間の有効相互作用を用いて,3体系シグマハイパー核ΣNNの存在可能性について調べた。ΣNNのうち,アイソスピンT=1,スピンS=1/2の準束縛状態として,アイソ3重項(3ΣHe,3ΣH,3Σn)がΣ閾値付近に存在し,その崩壊幅は約9MeVであることが確認された。さらに(K-,π±)反応によって得られる3ΣHeと3Σnの生成・崩壊スペクトルの振る舞いの違いから,ハイペロン-核子間の有効相互作用とΣNNの構造の重要な情報が得られることが分かった。
2.ハイペロンを含むストレンジネス核では,粒子放出の閾値付近にその準束縛状態や共鳴状態が存在する場合が多く,構造の解析には理論的に正しく波動関数を記述することが必要になる。離散化連続チャネル結合(CDCC)法から求めた波動関数を用いてハイパー核の連続状態を記述する方法を開発した。CDCC法は本研究の主要な計算方法のひとつである多配位の結合チャネルグリーン関数法と親和性が良く,応用性が高い。簡単な例として,3Heを標的にした(K-,π-)反応によるΛpp連続状態の生成反応に適用し,極めて有効であることを確かめた。
3.3Heを標的とした(K-,N)反応によるK-原子核K-ppの生成スペクトルを計算し,実験データとの比較を行った。

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

シグマハイパー核の生成・崩壊スペクトルをラムダ-シグマ結合を考慮した結合チャネルの理論的枠組みで計算して理論的な分析を行い,その成果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿した。また次年度の計画を進める準備として,離散化連続チャネル結合(CDCC)法と多配位チャネルを考慮した結合グリーン関数法を融合した計算法を提案し,計算コードの開発を進めた。簡単な例として3He(K-,π-)反応のΛpp連続状態スペクトルに適用した。p殻原子核を標的とする計算コードが開発がやや遅れているが,本研究はおおむね順調に進められていると判断している。

今後の研究の推進方策

10Bや6Li原子核を標的とした2重荷電交換反応(π-, K+)反応による反応機構を研究する。この反応により、中性子過剰なラムダハイパー核の構造やΣ混合率を導き出せる可能性が高く,反応機構の理解とともに核内のΛN-ΣN結合の役割を検証できると期待できる。
1.(π-, K+)反応による「1段階過程」のハイパー核の生成・崩壊スペクトルに必要な理論的枠組みを詳細に検討する。さらに10Bや6Liを標的にしたハイパー核の生成・崩壊スペクトルの計算をより精密化された微視的な模型空間に対して実行する。そしてJ-PARCのE10実験などによる実験データとの比較を行う。
2.(π-, K+)反応機構の全体を明らかにするために「2段階過程」の理解が必要である。10Bや6Liを標的にした「2段階過程」による定式化と計算コードの開発に着手し,難しいとさている理論的評価の向上を試みる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Production Spectra of the SigmaNN Quasibound States in 3He(K-,pi-+) Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Harada, Y. Hirabayashi
    • 雑誌名

      Few Body Syst.

      巻: 54 ページ: 1205--1209

    • DOI

      10.1007/s00601-013-0673-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hypernuclear LambdaLambda production by (K-, K+) reactions and the LambdaLambda-Xi mixing in hypernuclei2013

    • 著者名/発表者名
      T. Harada, Y. Hirabayashi, A. Umeya
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 914 ページ: 85--90

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2013.01.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unification of Airy structure in inelastic α+16O scattering and α-cluster structure with core excitation in 20Ne2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirabayashi, S. Ohkubo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 88 ページ: 014314-(1--6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.88.014314

    • 査読あり
  • [学会発表] [K-pp]-[Kbar0np]結合チャネルによる(K-,n)反応スペクトルII2014

    • 著者名/発表者名
      小池貴久,原田融,土手昭伸
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 平塚市
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] 3He(K-, pi-)Λppと連続状態2014

    • 著者名/発表者名
      原田融, 平林義治
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 平塚市
    • 年月日
      20140327-20140327
  • [学会発表] 3Heを標的にしたハイパー核の生成反応2014

    • 著者名/発表者名
      原田融
    • 学会等名
      「ストレンジネス核の生成・崩壊スペクトルと核物質中のハドロン」公開セミナー
    • 発表場所
      KEK東海キャンパス, 茨城県東海村
    • 年月日
      20140304-20140304
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of Coupled Channel Green's function Method2014

    • 著者名/発表者名
      T. Harada
    • 学会等名
      Nuclear Physics Group Seminar
    • 発表場所
      Mandalay University, Mandalay, Myanmar
    • 年月日
      20140205-20140205
    • 招待講演
  • [学会発表] Production and structure of hypernuclei2013

    • 著者名/発表者名
      T. Harada
    • 学会等名
      International symposium on ``Neutron star matter in view of nuclear experiments and astronomical observations''
    • 発表場所
      YITP, Kyoto University
    • 年月日
      20131025-20131025
  • [学会発表] [K-pp]-[Kbar0np]結合チャネルによる(K-,n)反応スペクトル2013

    • 著者名/発表者名
      小池貴久,原田融
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学朝倉キャンパス, 高知市
    • 年月日
      20130922-20130922
  • [学会発表] ハイパー核の生成・崩壊スペクトル2013

    • 著者名/発表者名
      原田融
    • 学会等名
      KEK理論センター東海分室研究会「原子核媒質中のハドロン研究=魅力と課題=」
    • 発表場所
      KEK東海キャンパス, 茨城県東海村
    • 年月日
      20130805-20130805
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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