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原子核は陽子と中性子からなる自己束縛系であるが、その内部にはしばしばクラスターと呼ばれる強く束縛した部分系が形成される。近年、原子核内のみならず、中性子星のような高密度天体においてもその役割が注目され、核物質の性質への影響が議論されている。中性子星の内部では物質密度の違いにより、多様な 物質相が現れると考えられており、そのような環境下におけるクラスター形成について理論的な研究を行う。本研究計画は核媒質中における軽い原子核クラスターの役割を、物理的・化学的両側面のアプローチによって明らかにし、物質中におけるクラスター発現・消滅現象の普遍的な理解を目指す。信頼のおける評価の為、高精度少数体計算を実行し、様々な環境下での少数体系の束縛エネルギーの密度依存性を調べる （物理的アプローチ）。同時にポーラロン描像を用いた化学的アプローチによって、クラスターの有効質量変化を評価し、核媒質-クラスター間及び核媒質中クラスター間相互作用についての知見を得る。
本年度は恒星中で実現されると考えられている熱プラズマ環境中におけるアルファクラスター状態についての知見が得られた。炭素合成において決定的な役割を果たすトリプルアルファ反応において、熱プラズマ中で引き起こされるクーロン遮蔽の効果を原子核状態の有限サイズ効果を取り入れつつ評価した。同時に化学的アプローチによる解析を進め、アルファ粒子－核子間ポテンシャルを基に、一様核媒質中における有効質量変化の評価を行った。これらの結果は誌上論文としてまとめられている。得られた成果を発展させ、中性子物質中のアルファクラスターの存在についての新たな研究を進めており、現在論文としてまとめているところである。
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