九大原子核セミナー

九州大学の原子核理論と原子核実験の共同開催のセミナー

第936回九大原子核セミナー

2017年3月7日(水) 16:30〜18:00

講師:柏 浩司 氏 (京都大学)

演題:虚数化学ポテンシャルを利用した非閉じ込め相転移の研究 〜トポロジカルな観点から〜

場所:ウェスト1号館7階 物理会議室 (W1-A-711室)

概要:
 本研究では、QCDの有限温度における閉じ込め・非閉じ込め相転移を、トポロジカル相転移の観点から研究した。特に、凝縮系物理分野において近年注目を集めているトポロジカル秩序との類似を利用した。トポロジカル秩序の研究では、基底状態の縮退がその分類で重要な役割を果たす。しかし、その議論はゼロ温度でのみ成立し、非閉じ込め相転移が期待される有限温度への拡張は容易ではない。そこで基底状態の縮退との類似として、虚数化学ポテンシャル領域における自由エネルギーの非自明な縮退による非閉じ込め相転移の定義を提案した。
 虚数化学ポテンシャル領域は、これまでの多くの研究では実数化学ポテンシャル領域を研究するための補助的な量として用いられてきた。一方、本研究では虚数化学ポテンシャル領域での非自明なトポロジカルな構造が重要な役割を果たす。その意味では,、虚数化学ポテンシャルはもはや補助的な量ではなく、その領域での特異な構造を利用することで閉じ込め・非閉じ込め相転移をトポロジカル相転移の立場から定義することが可能となる。
 本講演では、虚数化学ポテンシャル領域で現れる自由エネルギーの非自明な縮退を通じて、どのようにして閉じ込め・非閉じ込め相転移が記述され得るかを説明する。また、その観点に基づく新たな量子的秩序変数を提案する。その秩序変数は、虚数化学ポテンシャルにおけるクォーク数密度の振る舞いを反映し、閉じ込め相でゼロとなり非閉じ込め相でゼロで無い有限の値を取る。更に、非閉じ込め相転移の密度依存性を調べるための第一歩として、アイソスピン化学ポテンシャルでのQCD有効模型を用いた計算を紹介する。具体的内容は下記論文[1]、[2]及び[3]に基づく。

参考論文
[1] K. Kashiwa and A. Ohnishi, Phys. Lett. B750 (2015) 282.
[2] K. Kashiwa and A. Ohnishi, Phys. Rev. D 93 (2016) 116002.
[3] K. Kashiwa and A. Ohnishi, arXiv:1701.04953.

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第935回九大原子核セミナー

2017年3月1日(水) 16:30〜18:00

講師:渡邉 慎 氏 (理化学研究所)

演題:変形ハロー核の動的性質と静的性質

場所:ウェスト1号館7階 物理セミナー室2 (W1-A-722室)

概要:
中性子ハロー核とは、コア核に数個の中性子が極端に薄く広がった構造を持つ原子核のことである。11Liや11Beはその典型例であり、現在では、31Ne(30Ne + n)や37Mg(36Mg + n)まで実験的にハロー核として確認されている。このように新たに発見された重いハロー核は、いわゆるisland of inversionの物理とも関連しており、そのコア核(30Neや36Mg)は大きく変形していることが予想されている。このようなハロー核は「変形ハロー」と呼ばれ、ハロー核の新たな存在形態として注目を集めている。変形ハロー核内では、コア核が変形に伴う回転励起(コア励起をしており、その結果、様々な1中性子状態の重ね合わせとして基底状態が形成される。これはコア励起がハロー核の構造にもたらす静的効果といえる。一方で核反応を考えた場合、コア核は散乱過程で励起・脱励起を繰り返すことになる。これは、コア励起が核反応に与える動的効果といえる。これまでの反応理論ではコア励起を無視した計算が主流であったため、標的核が中性子を叩くことで分解を引き起こすという機構のみが陽に扱われていたが、現実的には、標的核がコア核を内部励起させることによる分解機構も存在する。原子核が重くなる程コア励起の自由度は重要になるため、これらの分解機構の競合を統一的に記述するための理論的整備が必要不可欠である。

このような背景を踏まえ、本研究では変形ハロー核の構造と反応を統一的に記述する理論の構築を目指す。核構造模型として粒子・回転子模型 (Particle Rotor Model: PRM)を用い、その後、歪曲波ボルン近似 (Distorted Wave Born Approximation: DWBA)を用いることでコア励起の静的効果と動的効果を明確に評価する。本発表では、できる限り初歩的な量子力学の知識を用いて、ハロー核をどのよに見てきたかについての個人的見解を述べ、その後、研究の進展及び展望を述べる。

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第934回九大原子核セミナー

2016年12月16日(金) 16:30〜18:00

講師:Costel Petrache(University Paris-Sud, CSNSM, CNRS/IN2P3)

演題:Transverse wobbling and new chiral modes in lanthanide nuclei

場所:ウェスト1号館7階 物理学部門会議室 (W1-A-711室)

概要:
The wobbling motion and the chiral symmetry breaking are unique
fingerprints of triaxiality in nuclei and have been intensively studied
in recent years. We were involved in the study of Ce and Nd nuclei: at
high spins we identified bands interpreted as the manifestation of a
stable triaxial nuclear shape, presenting various types of collective
motion, like tilted axis and principal axis rotation, wobbling motion,
chiral bands. New types of chiral and wobbling motions will be
discussed. Chiral bands in even-even nuclei, which are not predicted by
the existing 3D TAC models, are instead predicted by the Generalized
Coherent State Model. The possible experimental evidence of such bands
will be discussed. The wobbling motion proposed in normal-deformed
nuclei at low spins, with transverse or longitudinal geometry of the
collective and single-particle angular momenta, will be discussed.
Recently obtained results, as well as the experimental and theoretical
challenges in the study of the wobbling modes will be presented.

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第933回九大原子核セミナー

2016年7月1日(金) 16:30〜18:00

講師:中里健一郎(九州大学)

演題:高密度天体における非一様状態の核物質

場所:ウェスト1号館7階 物理学部門会議室 (W1-A-711室)

概要:
中性子星は「コア」と呼ばれる核密度と同程度からその数倍の密度をもつ中心領域と、その外側を薄皮のように取り巻く「クラスト」と呼ばれる低密度の領域から成ると考えられている。コアの特に飽和密度に近い領域では核子が一様に分布しているが、クラストでは核子がクラスター(原子核)を形成して格子を組んだような非一様状態が実現していると考えられている。さらにクラストのなかでもコアの直近の領域では、原子核の形状が球形から円柱形、板形へと変形し、さらに密度が上がると、円柱形の穴があいた構造、球形の穴があいた構造が続いて現れることが指摘されている。これらの構造はまとめてパスタ構造と呼ばれている。また、こうした非一様な構造は中性子星が形成する前の超新星爆発の段階から存在していると考えられている。
今回の講演では、こうした非一様核物質の性質が飽和密度付近における一様核物質の状態方程式と関連していることを説明し、それが強磁場中性子星の準周期的振動や超新星爆発におけるニュートリノ放射といった天体現象とも関係することを紹介する。

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第932回九大原子核セミナー

2016年6月16日(木) 10:30〜12:00

講師:住吉光介(沼津工業高等専門学校)

演題:ニュートリノ・原子核物理による超新星爆発の解明

場所:ウェスト1号館7階 物理学部門会議室 (W1-A-711室)

概要:
 太陽の10倍以上の質量を持つ重たい星は、星の進化の最期に超新星爆発と呼ばれる華々しい天体現象を起こす。その後には中性子星が誕生し、様々な元素が産み出される。この現象は、重力崩壊により星が潰れたのち跳ね返り、重力エネルギーが解放されることによるものであるが、その爆発メカニズムの本質的な部分は未だ解明されていない。その理解の難しさは、高温高密度における物質の性質が定まっていないことや、極限状態におけるニュートリノ反応を伴う多次元ダイナミクスの記述が難しいこと、などの要因が重なっている。
 本講演では、超新星爆発とはどのような現象であるかの説明から始めて、そこで重要な役割を果たしている原子核物理について主に述べる。高温高密度における核物質の状態方程式データテーブルをいかに整備してきたか、超新星爆発に与える影響は何かを説明したい。こうした高温高密度物質の特性は、爆発に伴い放出される超新星ニュートリノの性質に現れる。爆発に失敗してブラックホール形成に至る場合には異なる特徴を持つことも判ってきた。
 このように状態方程式・ニュートリノの物理をつぎ込んだ数値シミュレーションが行なわれるようになって判ったことは、球対称計算では星が爆発しないことであった。観測から示唆されるように、爆発が多次元のもとで起きることは確実と思われるが、ニュートリノ加熱や流体不安定性などの複数要因が絡み合っており、爆発の引き金は未だ確定していない。残る課題の一つはニュートリノ輻射輸送計算の難しさにある。この複雑な問題を解くためにスーパーコンピュータ京を用いて行なわれている、最新の超新星爆発シミュレーションの現状までを伝えたい。

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