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2015 Fiscal Year Research-status Report

原子核のスピン応答、弱遷移過程と元素合成

Research Project

Project/Area Number 15K05090
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

鈴木 俊夫  日本大学, 文理学部, 教授 (70139070)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords電子捕獲反応率 / ベータ崩壊率 / 核URCA過程 / 元素合成 / 中性子ハロー / ソフトダイポールモード
Outline of Annual Research Achievements

(1)sd殻核においてUSDB相互作用を用いて、高密度、高温条件のもとでの電子捕獲率、陽電子捕獲率、ベータ崩壊率、ニュートリノによるエネルギー損失率等を求めた。これらの計算データを核URCA過程に応用し、太陽質量の8-10倍の質量をもつ星のO-Ne-Mgコアのクーリングと星の終末の運命-電子捕獲超新星爆発を起こすか鉄コア崩壊型超新星爆発を起こすか-の決定にこれらの精密な核データが果たす重要な役割を明らかにした。
(2)fp-殻核の新しいハミルトニアンGXPF1Jを用いて、高密度・高温の天体条件下での電子捕獲率、ベータ崩壊率の精密な評価を行い、従来のKB3G, KBFハミルト二アンによる評価と有意な差があることを示した。これらの核データをIa型超新星爆発による元素合成に応用し、Fe領域の中性子過剰核が太陽系近傍の合成率に比べ過剰生産されるというこれまでの比較的簡単な理論計算の評価が著しく改良されることを示した。
(3)11Liのソフトダイポールモードが低エネルギー励起状態で実現されることを殻模型計算をもとに明らかにした。アイソスカラー型のダイポールモードが殻模型計算による励起エネルギー近くに存在する実験的証拠が得られた。
(4)低エネルギー散乱から決まる中性子-中性子間核力を用いて、中性子過剰核のエグゾティックな状態、すなわち、2中性子ハローの生成を24O、22C核において理論的に導き出すことに成功した。
(5)中性子数N=126のアイソトーンのベータ崩壊の寿命を殻模型計算によって陽子数Z=78核まで評価し、r-過程による元素合成に適用した。この新しい寿命をもとにした天体計算を行うと、コア崩壊型超新星爆発でTh、U核の合成が促進されることを示した。中性子合体の天体過程におけるr-過程では、Th、Uの合成へのN=126核の寿命の違いによる影響は小さかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(1)sd殻核での核URCA過程の研究は、太陽質量の8-10倍の質量をもつ星の進化の研究への応用で大きな成果を挙げた。天体条件下での電子捕獲率、ベータ崩壊率の核データのシステマチックなアップデート、テーブル化が完成した。
(2)fp殻核の電子捕獲率のIa型超新星爆発によるFe領域の元素合成への応用研究が順調に進んでいる。
(3)r-過程元素合成にN=126アイソトーンの新しいベータ崩壊率が及ぼす影響の研究も順調に進んでいる。
(4)中性子過剰核のハローの構造、特に2中性子ハローの生成について中性子-中性子相互作用をもとにした3体モデルにより重要な成果を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

(1)fp殻核での電子捕獲率、ベータ崩壊率の核データのシステマチックな集積、Ia型超新星爆発によるFe領域元素合成への応用研究の継続を行う。また、弱遷移率をコア崩壊型(II型)超新星爆発での元素合成の研究にも適用する。
(2)N=126アイソトーンの新しいベータ半減期によるr-過程元素合成の研究を継続する。また、N=82アイソトーンへ研究領域を拡張し、r-過程元素合成の機構の解明を目指す。
(3)78Ni等の中性子過剰核でのスピン依存型遷移率の評価を、fp殻に加えてg9/2、d5/2殻も含む拡張した配位で行い、天体条件下での電子捕獲率を求める。この核領域では、ガモフ・テラー遷移だけでなく、スピン双極子遷移が重要な寄与をする。
(4)ニュートリノの検出に有効な核標的、13C、16O、18O、40Ar、によるニュートリノ-原子核反応断面積を、実験との比較、検討が可能なように、ガンマ線や粒子放出チャネルの各分岐ごとに評価する。

Causes of Carryover

購入した機械備品(物品費)の値段が予定の予算額を下回ったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の国際会議の参加登録費の一部に使用する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] MSU (Michigan State University)(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      MSU (Michigan State University)
  • [Int'l Joint Research] Saint Mary's University(Canada)

    • Country Name
      Canada
    • Counterpart Institution
      Saint Mary's University
  • [Int'l Joint Research] Sun Yat-Sen University(China)

    • Country Name
      China
    • Counterpart Institution
      Sun Yat-Sen University
  • [Int'l Joint Research] GANIL(France)

    • Country Name
      France
    • Counterpart Institution
      GANIL
  • [Journal Article] Electron-capture and beta-decay rates for sd-shell nuclei in stellar environments relevant to high-density O-Ne-Mg cores2016

    • Author(s)
      T. Suzuki, H. Toki, K. Nomoto
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 817 Pages: 163/1-9

    • DOI

      10.3847/0004-637X/817/2/163

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Impact of the first-forbidden β decay on the production of A ~195 r-process peak2016

    • Author(s)
      N. Nishimura, Z. Podolyak, D-L. Fang, T. Suzuki
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 756 Pages: 273-277

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.03.025

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Magnetic response of the halo nucleus 19C studied via lifetime measurement2015

    • Author(s)
      K. Whitemore, D. Smalley, H. Iwasaki, T. Suzuki 他18名
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 91 Pages: 041303(R)/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.041303

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evidence of soft dipole resonance in 11Li with isoscalar character2015

    • Author(s)
      R. Kanungo, A. Sanetullaev, J. Tanaka, S. Ishimoto, G. Hagen, T. Myo, T. Suzuki, 他29名
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 114 Pages: 192501/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.114.192502

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electron-capture rates for exotic nuclei at stellar environments2015

    • Author(s)
      T. Suzuki, M. Honma, T. Otsuka, T. Kajino
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 6 Pages: 020029/1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.6.020029

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Beta-decay rates for exotic nuclei and r-process nucleosynthesis2015

    • Author(s)
      T. Suzuki, T. Yoshida, S. Wanajo, T. Kajino, T. Otsuka
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 6 Pages: 030063/1-4

    • DOI

      10.7566/JPSCP.6.030063

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Two-neutron "halo" from the low-energy limit of neutron-neutron interaction: Applications to drip-line nuclei 22C and 24O2015

    • Author(s)
      T. Suzuki, T. Otsuka, C. Yuan, N. Alahari
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 753 Pages: 199-203

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.12.001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Nuclear weak rates at stellar environments: nucleosyntheisis and evolution of stars2016

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      Russbach School on Nuclear Astrophysics
    • Place of Presentation
      Russbach, Austria,
    • Year and Date
      2016-03-06 – 2016-03-12
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Electron capture rates at stellar environments and astrophysical applications2016

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      Electron-capture Supernovae and super-AGB Star Workshop
    • Place of Presentation
      Monash University, Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2016-02-01 – 2016-02-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shell-model study of nuclear weak rates and astrophysical applications2015

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      Computational Advances in Nuclear and Hadron Physics (CANHP 2015)
    • Place of Presentation
      YITP, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-09-29 – 2015-10-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Nuclear weak rates for astrophysical applications2015

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      Numazu Workshop 2015: Challenges of modeling supernovae with nuclear data
    • Place of Presentation
      Mishima, Japan
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spin responses in nuclear weak processes and nucleosynthesis2015

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      Neutrinos and Dark Matter in Nuclear Physics (NDM 2015)
    • Place of Presentation
      Jyvaskyla, Finland
    • Year and Date
      2015-06-01 – 2015-06-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Nuclear weak rates at stellar environments and astrophysical applications2015

    • Author(s)
      T. Suzuki
    • Organizer
      International Collaboration in Nuclear Theory: Theory for open-shell nuclei near the limits of stability
    • Place of Presentation
      MSU, Michiga, USA
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Exotic Nuclei2015

    • Author(s)
      T. Suzuki, T. Kajino, M. Honma, H. Toki, K. Nomoto
    • Total Pages
      610 (内 p.129-140)
    • Publisher
      World Scientific
  • [Remarks] 日本大学研究者情報システム

    • URL

      http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/scripts/websearch/

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-24  

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