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原子核の集団回転運動の研究

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極限 に お け原子核 構 造 理論

一B95 一

相 対 論 的 平 均 場 理 論 よ る

原 子 核 集 団 回 転 運 動 研 究

Abstract

    大理 福 岡教 育

聞所 秀樹 松崎 昌 之

 

相対 論的平均場 理 論 を原 子 核集 団運 動用す 先行 す

Milnchen

定式 化と我々 の

M

inchen

プ が行 な

A 〜150

80

超 変形 回転 計 算結 果

A

60 領

に お け る超 変形 計算 結

い て の

を行 な う

1   序 章

 

核構造

平 均 場 近 似 で 記 述 す る際の モ と しては

、 Skyrme

カ や

Gogny

カ な どの密 度 依 存 力 を 用 た 非

相対論

的 な

Hartree Fock

良 く用 られ 大 き な成 功 を収 めてき た

相 対

的 な

く調 られお り 非 相 対 論

ル と 同等結 果 を 出 せ る分 か てき た こ の よ

相対論的

、非相

対 論

に 比

、 ( 1

核 物 質 や 有 限 核 (球 形

変 形

核)

性質

、 一

組 み

一 的

記 述 す るが で きる

、 ( 2

対 論

な 効 果

特 に 軌 道 力 を 自然 な形で取り入れる こと ができる

( 3)

出 発し てお り

、 QCD

関 連 性

カ イラ ル

対称性

れ な ど

議綸す

が で

た利 点が あ る

 

相 対 論 的 な を 用 た 原 子

核構

古 く

1950

年 代

Duerr

ま で

と が で

hS

 

III

1974

Chin

Wakecka

に よ

うな

で の

定式

な わ

2

らは

子 と σ

・中間

ω

一中間

対 論

的 多

系 と し

記 述

場 近

枠 内で

和性

再現す

る こ と に

成功

し た

、 1980

年 代 に は

限 核研 究 も 行 な わ れるよ うにな り

球 形

基 底

記 述 さ ら

[ 5]

ど にも適 用 され た

1980

年 代後 半

変 形 核研 究 も

軸 対

称変

底状態 [ 6]

に よる励 起 状 態

【 7

8

9

な ど研 究 が 行 な わ れ た

適 用

【 10

も 行 なれ る

こ で は

回 転 核 の適 用に注目

と にする

こ の よ うな 研 究は

、 1989

年に

MUnChen

プ が最 初行 な

7

彼 ら

数 150

80

領 城超 変 形 核 (

152Dy

83Sr

な ど) 適 用を主に

て お り 質 量 数

140 150 領域

し て は かなり系

統的な計算

を 行 な 彼 らの定 式

問題 点 ある とが

1997 年

式 化 を行 な

【 11】

数 60

超 変 形 核計 算 を 行 なるところである

【 14]

回 は

Miinchen

定 式 化 と質 量 数

150 、 80 領域核

数値

算結

定 式 化 と

数 60 領 城

数値

算結

果 に い て の簡 単 な

2   定

対 踰

( RMF

デル では

ラ グ ラ ジ アを 出

点 と

L

LN

+ 乙 + £

L

ρ£

A

   

L

t

LNL

( 1)

N工 工

Eleotronlo  Llbrary  

(2)

NII-Electronic Library Service

一B96 一

研   究   会  報  告

こ こ

( 1

式の

一 行

目 は そ れ ぞ れ 核 子 σ

一中間

ω

一中

間 子

ρ

h 中

間 子

フ ォ

行 目は 核 子 と

中間

ォ ト相 互 作 用 そ れに σ

一中

間 子

作 用 を 表 す

σ

一中

間 子 とω

中 間 子

質 re

 

M

σ 

Mw 、核

中 間 子 間

結合

数 9a

 

g

 

g

ρ

そ れ に σ

中 間

相 互 作 用の

結合定数 g2

 

g3

ル パ ラ メ

あ り

、核物質や

基底

再現す

こ の ラ グ ラ ジア

1

ら、変

                    

1  

xL

 

       

によ

運 動 方 程 式 を と がきる そ れ ら を

無撞着

解 け ば よ

簡単

た め

古典的

な 平 均 揚 とし て取り

扱 う

 

適 用 す場 合 も とも と ラ グ ア ン与 え られ これ を回 転

系で変

原 理 を適 用

る こ と に よ

系で運 動 方 程 式 を

る こ とが でき る

      

i

Ω

          3)

     

cos

Ω

      

σ

中 間 ω

一中

間 子

、核

と し

を 用た (以 下 ρ

一中間

省略

れ ら ω

中 間 子 と同よ う

変 換す

)。

Mttnchen

ら回

転系

変換

よ く知 られて る よ

                  〔 1

1

で与 え られる 彼 らは

標変換

も と

01 ー ー

 β

σ

x

σ

( め

σ

x

@)

wt

ψ (

x

T 

tht (

x

e

ex Vl (

i

t

 

s

t・

( 4

( 5

6

れ ら を用い て

ラ グ ラ くる と ができる し か し

系 は 非 慣 性 系 であ る に も 関 わ らず

( 6

式は

特殊相対論

Lorentz 変

換 に 基 た 式である

こ の 式 を 用

て い る彼 ら

式 化 は チ ッ クする 必要 が ある

られ る

こ で

一 般相

対 論 手 法 を用い て

変 な 形で再 定 式 化 を行 な

一 般相

テ トラ ドよ る 定 式 化 に 従

般 的 な

量 テ

g

μv で表 される

非慣性

る ラ

ジ ア を 書 くことができ る

変分原

理 か

こ の非 慣 性 系 での運 動 方

式 が

得 ら

れ る

、最後

に x xt

ま わ りに

一 様

転す

座標

計 量 テ

                    9

1   )    

る こに よ り こ の

一 様

で の運 動

程 式 を

る ことが でき る結 果

最終 的

に得 られ る 運 勵 方 程 式 は

Mtinchen

と 同

なる

か り ま たそ理 由

い て も 明 らする と が

11

N工 工

Eleotronlo  Llbrary  

(3)

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極 限お け る原子 核構 造理論

一B97 一

3   数 値 計 算 結 果

   RMF

に よ る 回

転核

計算

し て は 

Mitnchen

のグ

最初

20Ne

底状

を 行 な

相対論

Skyvme Hartree Fock( SHF )

と同

結果

変形

ン ドに い て の

計算

行 な

お り

数 150

80 領域

変形核

実験 と良く 一 一 tu す

結果

て い

7

8

3 . 1   A

150 領 域

 

変形

最初

実験デ

1986

152Dy い て

得 ら

れ た

【 12】

こ の

領域

い て は

後 も数多 く

実験デー

タが

得 ら

て い

論的

に は

半現象論的な Cranked

 

Nilsson Strutinski

デル

や、完

微視的

Cranked Hartree Fock

そ し て

RMF

デル を

た研

が 盛ん に行 なわ れ て い る

  RMF

に よ る

計算

 

MUnchen

プ が

1990 年

152Dy

152Dy

151Tb

identical

 

bands

計算

な どを

近 で は

数 140 150 領域

統 的 な 計

も な され こ こで は

Milnchen

プ が

た 152Dy

151Tb

identi

cal

 

bands

計算結

果 を紹

す る

identical

 

bands

identical

 

bands

あ る 原 子 核 (超 変 形 ) 回転バ ン ド内

7 線

質 量 数 が

1 違

う原 子

バ ン

す る遷 移

と ほ と ん ど同 じ

に な る

う も

の で

E

1E

10 3

単 純 な

A513

か ら予 測 され る

よ り も

一 桁

小 さ

れ は

こ の

2

つ の ン ド慣 性

トが と ん ど

と を 示 して い

Mtinchen

 

RMF

を用

152Dy

( 最

ド と

151Tb

励起

バ ン

計算

結果

TABLE

 

1

に 示 され パ ラ メ

トは

NLI

と呼

れ る も を 用 Is2Dy の パ リティ

グネ

チャ

− Fi

軌道

ら陽 子 を 取 り 形 成 され る

151Tb

励 起バ ン

 

identica1

 

bands

に 対

す る も

152Dy

を基 準に し た

2

の バ ンに 比

小 さ

( − 0 、 001 %)

ことが

か る

こ の

現象

メ カ ズム

解す

る ため に

計算

( 1

自己無 撞 着に 151Tb

を 行 な う ( ク トル 中 間 子の空 間

成分

も入れる)

他に

2

種 類

を行 な

( 2

自己無 撞

求 ま

152Dy

関数

自己無 撞

な 計 算は

  

行 な わ ず

151Tb

計 算 を 行 な う

即 ち

に よ る

果 を無 視 する

( 3)

無撞着

151Tb

計算

を 行

ク ト

間子 空 間

分 を

無視

す る

計 算 され

Er

E 1 ) E 1 − 1 )

Etr

  

Er152Dy

 

Eor

151Tb

FIG 1

に 示 されて い

( 1)

で は

実験値

と かな り

す る

得 られ る

2

( 3

れ ぞ れ

実験値

一 致

大 き

こ のとか

RMF

で は

 

identica1

 

bamds

メ カ ズム と して

子 ホ

か ら く

偏極効果

慣性

メ ン トの

変化

間 子

成分

(核 磁 性 )に よ る

とが キャ ン セ ル

と し て

2

の バ ン

N工 工

Electronlo  Llbrary  

(4)

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一 B98一

とん ど 同 じ に な る

て い る と理

す る と が でき る

         Bhiding cnergy  E

 ma s 

qnadr

pele

 momon

Q

lyamic2

t

ti1d

igid

 1・・dy

5,

,,m

men of incrt

ia At 

t ・

hc ngular  tnOtTlelltlLI

50汽for 

tlie

suIerdeformed  

bnnd

 

in

 Is

Dy

 and  rcla

ive

 challges  or

hcse

v

111Ies

givon

 i1 %)seve τaI 

1

ads 

il

Ulo neighborillg  nucletIs IsLTb

 

t

 

t 、

h m

9

h m ・ α1Lum

0

10

0 d

Band

  

E McV o(rm2

 

21

 

ω

  

30

Is2Dy

     

1228

358  4287

7  82

544 8C

41 93

35

51Tb

      0

53

tStTb

, 一

   0 . 5

ISLTb

一,

  

0

56

5ITb

°

一,一

)   

0 , 54

・ 2 .

91

3 . 171

301

, 19

一 1 . 554

  

− 1 . 2J

  

− L69 0 ,

654  

0 . 35

  

. 80

0

001  0

10  

0

45

0 .

45

   

1 . 48

  0

39

 

  、

   

   

     、 一 }

 、

 

        fi _     へ     ,   _   u  ,

    St

      N

. ! −一

 

, . . ・ 一 一 ・ 一曹 冒 一’

TABLE

 

1

J . 1

oiiig

 

and

 

P . Ring

 

Phys .

 

Rev ,

Lctt , . 71 ( 1993)3079

よ り

 

50

     

_ 一 一 一 鹽 一 一_ 」 r_

一 _

P       D    聊 O   lOOO

0   ‘20DO   4000    鵬枷 ρ  trOC

O                   E

Ψ

FlG _

 

_

  

1

1

ero1ces   

@r

1

  or 

l

1

o@

 

i

τlo,鹽ic

L

 b

nd

  wi

11

 1

gltAnl11m  ni

nihers (

・ 1・ 〕

、’rl1 

ft

川y

 

S

・ e

lf

cois

sl

et

1、  

selvt

i

n

t11I

 lino〕  

anll

 sol1 iorls rL91ecli19 孕しcleer tnnr1etis111 

{ lnsll

 

ine

 or PglAri7,

, 11

層io1

、  

ir 閣rll

■ CeCI

 Cy

    t

1C  

pro1

OI 、

 

} 10iC  

{ 1略

1一てloL

e

lIi O arC  con1P ro (瓱

 

vilF1 10 eXlレ 電rirnCI聰し 

亀 11

 

LO

S

}鹽

FIG

1

J

Koilig

 

and

 

P

Ring

 

Phys

 

Rev

  tt 71 1993

3079

り引

32  

`80 領

の 領 域 の

変形バン

ドは

1 0

代から 様 な 理 論的

デ ル に よ る計算 行な

れ て

き たが

・ 実 ータ が得ら

なって

1995

年 に

83Sr

て こ

て の

が得 ら

] 。

RMF

ル に計算

Miinche

プが

。 計

位 A

B

 

CA

=π

【 IO

十 ; 9

一; 10 −

十;

9

  

  u

11

一十

; 12

11 −

11

− 一

B

7r

9 十 十 ; 十一

10

十;

9

− 一

 

  

z

11

十 ; 1

\

11十 ;

11

1C =1

π

9 十 十

10

10

9

− 一】  

 

 

1

11

− }

一 十

ー ;

11

− 一] に

い て

FIG

2

性モ メン ト の 計

験値 で あ る

回 転

Ω

1 05MeV

は 、

配 位

B

C

に 近な っ て い る 。Ω

DO

 MeV

計 算

値と

実 験 と の 不

関 を無 視

いる

生じ

いる

れる

5oJO02S

0

F ^ 2D0

Is

.o

  1 0 . 0 5

0OO  

O5

ミ ミ き“

    諜

こ= ≦ 曹 一

一 . 一

LA

Q _

_

_

conI B _ . _ . _

_cen 『 . C

Sr

【 ロ      

9

     

T

   

 

 

1

3RQta 巴 bna

requency

Ω買{MeV

) 1

_一

1

5FIG

2

A V

Afic

 

naxsj

 ev, 

J

Koiiig

 

and

 

DRing

P

s

  Lett

 

B

 

367

1996

11 よ

引用

。 3 。 3

 

A

60 領

 超

バ ン こ れ ま

、 質量 数

150

130

190

、そ80 く 見

っ て い

ポテ

ャル ネル

lo

al

 

nlinimum

連し ており 、 

N

 

z 〜 44

64

116 と いっ たこ ろ に大 き な変 形 殻プ か らじ て

(5)

NII-Electronic Library Service

極 限 原 子 核構 造 理論

一 B99

Z

30

近 傍にも 大 き な ギ ップ ができる ことが

数 60 領域

に お

超変

バ ンあ る では な

う予 言 が あ

しかし これ まで は 実 験技 術 的 な

困難

た め に て い 昨 年

62Zn

に 関 して 初 めて実 験

デー

タが 得 られ た

[ 16

数 60

領 域超 変 形 状 態 は

、 St

 

1. 0

1 5

 

MeV

う非 常 に 高 角 速 度でイ ラ トに くる

ま た

領域

中性

子 が

る と

特徴

対 象 とし て

非 常

興味深

 

こ の

られ た

実験デー

タ を

数 60 領域核

超 変 形

バ ン ドに

計 算

行 な

ラ メ

トとし て

NL1

 

NL3

 

NL SH

を 用

6eZn

62Zn

64Zn

3

原 子

て行 な

こ こ では 62Zn の

結果

紹介

す る) ま た

比 較 た め に

、 HFODD

う数値

グ ラ

ム [ 15】

い て

Slcyrme Hartree Fock

の 計

も行 な

な もの

A

π

[ 8

十 十

8

7

十 ;

7 − 一

 

【 8

8

8

8 − − l

B1

π

【 8

十 十

8

7

十 ;

7 − 一

 

【 7

十 十 ;

8

9

8 − − 1

B2

π

[ 8

十 十

8

7

7 − 一

 

【 7

十 十

8

8

9 − − 1

B3

π

[ 8

十 十

8

7

7 − − 1

 

v [ 8

十 十

7

9 −

十 ;

8 − − 1

B4

π

8

十 十

8

7 −

十 ;

7 − 一 }

  v

[ 8

十 十

7

8

9 − − 1

考慮

した

  FIG 3

62Zn

慣 性

算値

と実 験

を 示し て

パ ラ メ

セッ トは

、 NL SH

を 用い て い

配 位

A

20

24

でイ ラ トに出て く る超 変 形バ ン ド に対

し て

ら分る よ うに

慣 性

計 算 値 は

実 験 値 に 比 る と

、 少

し小 さ過

る こ と が

FIG . 4

こ の

位 A

、様

ッ トを 用

トを

計算

し たの で あ る

。 RMF

3

の パ ラ メ

算値

を比 ると

ラ メ

に よ る あ ま とが

か る ま た

RMF

SHF

と を比 ると

SLy4

ラ メ

セ ッ トを

SHF

の方 が よ り

実験値

3e25

 

    2e

2

§

tS

dynmld  m   10finenh

10

 

O

2  0

4  0

6  

0 .

8   1  12  1

4  L6  1

8

            Ω (MeV

10es

    20

マ £

〜   

15

    0

dynmlcel morentOfimie

O

2  0

4  0

6  0

S   1   1

2  1

4  1

6  1

      iXMeV ,

FIG . 3

62Zn

の い超 変 形 回 転バ ン

A

Bl

B4

) に 対 す る 慣 性

値 と実 験 値 ラ メ

トは

NL SH

を 用い て い

FIG . 4

RMF

ラ メ

k セ ッ ト

NL SH

NLI

 

NL3

 

SHF

ラ メ

ッ ト

SLy4

を 用て計 算 され た 62Zn の超

ン ド

A

に対 す る慣 性

。  

こ の

RMF

SHF

、単 一 粒

子 配

らきて い

。 ’

FIG . 5 、 6

62Zn に お け る中 性子

粒 子 配

、 NL SH RMF

 

SLy4( SHF )

そ れ ぞ れの パ

トに て計 算 した もで あ る

。 RMF

場 合

、 [ 303712】

道 ま

が 占拠 されて い

対 し

、 sHF

1310

 

1!2】

位置

RMF

に 比 て か

ー的

、 [ 303

 

712]

N工 工

Eleotronio  Library  

Referensi

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今回の全国大会のテーマが、「若手育成」ですので、特に、若手研究者の方には、ベテラ ンの会員にその存在を知ってもらい、①研究支援、研究指導、そして共同研究の機会作り に繋ぐことができるかもしれません。 学会として、初めてのことですので、本来の「研究成果の報告」のポスターでなくとも、 研究分野やこれから研究したい分野、研究テーマだけを書いた 「自己紹介や告知」ポスタ