カイラル有効理論に基づく微視的多体理論の構築と３体力効果

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26400278
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 八尋 正信 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40300537)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 三核子力 / カイラク有効理論 / 微視的反応理論 / ハロー核

研究実績の概要

１）Brueckner-Hartree-Fock（BHF）理論をカイラル有効理論（Ch-EFT）による核力（2体力＋3体力）に適用し、H26年度には、核内有効核力の導出に成功した。この有効核力は数値的に求められているため、核構造・核反応計算に適用し難い。このため、H27年度は、簡単な関数形の重ね合わせてで表現する「関数化」に着手し、これに成功した。また、導出した「Ch-EFTの2体力＋3体力による関数化有効核力」と二重畳込み模型を組み合わせて、核子散乱、3,4He散乱における3体力効果を定性的に分析し、無視できない効果であること確認した。今後の定量的分析を行うために、Ch-EFTの3体力に含まれているパラメータを核物質の性質で決めることに着手した。
２）種々のハロー核を系統的に理論分析し、ハロー度を定量化する量を提案した。また、Mg同位体に対して、変形度を実験量から直接導出することに成功した。
３）中性子星内でのハドロン-クォーク相転移を記述する模型を、u-quarkとd-quarkからなる2-flavorに対して、構築した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

課題１「カイラル有効理論に基づく微視的多体理論の構築」に関しては、最も困難なG行列の関数化に成功したため、８割程度の達成度である。
課題２「変形ハロー核の探査」に関しては、ハロー度を定量化するパラメータを提案し、Mg同位体に対して変形度を実験量から決定するができたため、９割程度の達成度である。
課題３「状態方程式の導出と中性子星への応用」に対しては、中性子星内でのハドロン-クォーク相転移を記述する模型を2-flavorに対して構築できたため、７割程度の達成度である。
このため、全体的に８割程度達成している。

今後の研究の推進方策

（理由）
課題１「カイラル有効理論に基づく微視的多体理論の構築」に関しては、Ch-EFTの3体力に含まれているパラメタ―を核物質の性質で決め、「Ch-EFTの2体力＋3体力による関数化有効核力」と二重畳込み模型を組み合わせて、核子散乱、3,4He散乱における3体力効果を定量的に分析する。また、核構造における3体力効果と比較する。
課題２「変形ハロー核の探査」に関しては、ハロー度を定量化するパラメータを提案し、Mg同位体に対して変形度を実験量から決定することができたため、これらの論文化を行う。
課題３「状態方程式の導出と中性子星への応用」に対しては、s-quarkを考慮した2+1 flavorに対して、中性子星内でのハドロン-クォーク相転移を記述する模型の構築を目指す。

次年度使用額が生じた理由

キャンパスを移転（2015年10月)後、現在、コンピュータ室を新たに設営中であり、スペースの関係で一部のコンピュータしか更新できなかった。設営終了後、他のコンピュータを新しいものにし、強化する予定であるため。

次年度使用額の使用計画

重い数値計算を予定しているため、コンピュータを買う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Determination of U(1)A restoration from pion and a0-meson screening masses: Toward the chiral regime (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ishii, Koji Yonemura, Junichi Takahashi, Hiroaki Kouno, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys.Rev. D 巻: 93 ページ: 016002
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.93.016002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phase structure of two-color QCD at real and imaginary chemical potentials; lattice simulations and model analyses (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Makiyama (Saga U., Japan), Yuji Sakai (Wako, RIKEN), Takuya Saito (Kochi U.), Masahiro Ishii, Junichi Takahashi (Kyushu U.), Kouji Kashiwa (Kyoto U., Yukawa Inst., Kyoto), Hiroaki Kouno (Saga U., Japan), Atsushi Nakamura (Hiroshima U., RIISE), Masanobu Yahiro (Kyushu U.)
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 93 ページ: 014505
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.93.014505
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Four-body dynamics in 6Li elastic scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe, Takuma Matsumoto, Kazuyuki Ogata, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys.Rev. C 巻: 92 ページ: 044611
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.92.044611
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microscopic calculations based on chiral two- and three-nucleon forces for proton- and 4He-nucleus scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Toyokawa, Masanobu Yahiro, Takuma Matsumoto, Kosho Minomo, Kazuyuki Ogata, Michio Kohno
  • 雑誌名: Phys.Rev. C 巻: 92 ページ: 024618
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.92.024618
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understanding of QCD at high density from Z3-symmetric QCD-like theory (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kouno, Kouji Kashiwa, Junichi Takahashi, Tatsuhiro Misumi, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys.Rev.D 巻: 93 ページ: 056009
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.93.056009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microscopic approach to 3He scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Toyokawa, Takuma Matsumoto, Kosho Minomo, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 91 ページ: 064610
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.91.064610
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Study on breakup mechanism of unstable nuclei with CDCC (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuma Matsumoto
  • 学会等名: 14th international conference on nuclear reaction mechanisms
  • 発表場所: Varenna, Italy
  • 年月日: 2015-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] Microscopic approach to nucleon-nucleus and nucleus-nucleus scattering in the frame- work of Chiral effective eld theory and Bruckner-Hartree-Fock theory (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Toyokawa
  • 学会等名: 14th international conference on nuclear reaction mechanisms
  • 発表場所: Varenna, Italy
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] Four- and three-body channel coupling effects on 6Li elastic scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe
  • 学会等名: 21st International Conference on Few-Body Problems in Physics (FB21)
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-05-19
  • 国際学会