• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

構造を仮定しない計算による「原子核パスタ」の研究

公募研究

研究領域素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明
研究課題/領域番号 23105712
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

丸山 敏毅  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354882)

キーワード中性子星 / 超新星コア / 原子核物質 / パスタ構造 / 一次相転移 / 平均場理論 / Wigner-Seitzセル
研究概要

低密度原子核物質の非一様構造を、構造を仮定しない計算によって調べた。
核子密度をソースとする中間子場と、局所密度近似のもとで表される核子と電子からなる系を、ローレンツ変換に対して不変な形で定式化した、相対論的平均場および局所密度近似(RMF+Thomas-Fermi)模型による数値計算を3次元空間で解いた。無限系を模すために、周期的境界条件を課したセルを用意し、その中に非一様な構造が数周期分現れることが可能なように、十分大きなものを用いた。
次のような結果が得られた。
標準原子核密度以下では原子核物質が非一様なクラスター(原子核)を形成し、その最も安定な形状が、密度が高くなるにつれて、球形から円柱、板、円柱の穴、球形の穴へと変化する、いわゆるパスタ構造の出現が予測されていた。この予測は多くは形状の対称性を仮定した計算によってされていたが、陽子含有率を固定した原子核物質に我々の手法を適用したところ、パスタ構造の出現とそれによる物質の硬さの変化について、従来の研究結果と定性的に同じ結果が得られた。
低密度において球形原子核から構成される物質の作る格子構造が体心立方となるというのが定説であったが、我々はそれが面心立方になることを初めて指摘した。従来の議論では原子核の密度や大きさを固定した上で格子のクーロンエネルギーだけを比較していたが、原子核のサイズや原子核内での陽子の密度分布が、格子構造によって影響を受けることがその原因と分かった。

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

初年度の研究実施計画では計算プログラムの完成と、それを用いた原子核物質(陽子含有率一定の物質について)の構造計算と、基本的なパスタ構造の出現の確認が予定されていたが、それをほぼ達成した上、ベータ平衡物質も含めた球形核の格子構造に関する新たな結果が得られた。

今後の研究の推進方策

まず球形核の格子構造に関する議論を深める。また、高密度での中間子凝縮によるパスタ構造、有限温度でのパスタ構造の研究を行なう。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional Calculation of Inhomogeneous Structure in Low-Density Nuclear Matter2011

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • 雑誌名

      Nucleation Theory and Applications, Dubna JINR(ed.J.W.Schmelzer, G.Roepke, and V.B.Priezzhev)

      巻: 5 ページ: 301-312

  • [学会発表] 低密度原子核物質の非一様構造と中性子星のクラスト2012

    • 著者名/発表者名
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • 学会等名
      日本物理学会67回年次大会
    • 発表場所
      西宮市
    • 年月日
      20120324-20120327
  • [学会発表] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2012

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • 学会等名
      1st International School for Strangeness Nuclear Physics
    • 発表場所
      東海村、仙台市
    • 年月日
      20120212-20120218
  • [学会発表] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2012

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • 学会等名
      Future Prospect of Hadron Physics at J-PARC and Large Scale Computational Physics
    • 発表場所
      東海村
    • 年月日
      20120209-20120211
  • [学会発表] 構造を仮定しない計算による低密度核物質の非一様構造2011

    • 著者名/発表者名
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • 学会等名
      核宇宙融合による計算基礎物理学の進展研究会
    • 発表場所
      志摩市
    • 年月日
      20111203-20111205
  • [学会発表] Three-dimensional calculation of inhomogeneous nuclear matter2011

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • 学会等名
      11^<th> International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • 発表場所
      和光市
    • 年月日
      20111114-20111117
  • [学会発表] 低密度原子核物質の非一様構造への系統的計算2011

    • 著者名/発表者名
      岡本稔、丸山敏毅、矢花一浩、巽敏隆
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      弘前市
    • 年月日
      20110916-20110919
  • [学会発表] Three-dimensional calculation of inhomogeneous structure in low-density nuclear matter2011

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Maruyama, K.Yabana, T.Tatsumi
    • 学会等名
      15^<th> Research Workshop on Nucleation Theory and Applications
    • 発表場所
      Dubna (Russia)(招待講演)
    • 年月日
      20110401-20110430

URL: 

公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi