核力に基づくエキゾチック核の研究

基于核力的奇异核研究

• 批准号: 17J06775
• 负责人: 吉田 聡太
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06775/
• 关键词: 第一原理計算; 外挿手法; ガウス過程; 原子核構造; 原子核殻模型; ベータ崩壊; 不安定核; 中性子過剰核; 核力; 量子多体問題; カイラル有効場の理論

概ね順調に遂行した。近年のカイラル有効場の理論に基づく核力の記述や第一原理計算手法の発展から、これらを応用して、バレンス核子に働く有効相互作用を導出して核構造を理解する枠組みが発展しつつある。こうした状況下で、依然として核力自体や多体手法には不定性が残されており、実験的な検証の難しい未知の原子核に関する予言能力という観点からは未だに難しい点も多い。このような状況を改善すべく前年度の研究を更に進展させた新たな試みとして、多体計算手法由来の不定性を議論する方法論の研究を行った。一般に多体計算では、計算資源的な制約から近似を導入して現実的な計算資源で解けるサイズに問題を焼き直し、それらの結果を大きな(たとえば無限大の)システムサイズに外挿することで本来解きたかった厳密解を推定する。こうした外挿における不定性を評価する一般的な方法論についての研究をおこない、核力をインプットとする第一原理計算であるFull Configuration Interaction(No-core shell modelとも)と呼ばれる手法における外挿由来の不定性を評価する方法論を提唱した。具体的には、外挿を従来の特定のパラメトリックな関数による回帰問題として捉えるのではなく、ガウス過程に基づいて生成された無数の関数を考えて、その中から物理的な制約を満たすものに高い重みを与えるという確率推定の問題に焼きなおす、というのが本質的な点である。こうした広い意味での統計モデルに何らかの事前知識や物理の情報を取り込む手法の研究や応用は、近年ブームになっている深層学習の分野などでもホットな話題になっており、今後の周辺分野へのインパクトも期待できると考えている。

项目总体进展顺利。随着基于手性有效场理论和第一原理计算方法的核力描述的最新发展，正在开发一个框架来应用这些来推导作用于价核子的有效相互作用并理解核结构。在这种情况下，核力本身和多体方法仍然存在不确定性，在预测未知原子核的能力方面还存在许多难以通过实验验证的难点。为了改善这一状况，作为进一步发展前一年研究的新尝试，我们进行了讨论多体计算方法所衍生的不确定性的方法论研究。通常，在多体计算中，由于计算资源的限制，引入近似来将问题重新加工到可以用实际计算资源解决的大小，并将这些结果外推到大（例如无限）的系统大小。准确估计您最初想要解决的解决方案。我们对评估此类外推不确定性的一般方法进行了研究，并研究了一种称为“全构型相互作用”（也称为“无核壳模型”）的方法中的外推效果，该方法是使用核力作为输入的第一性原理计算。我们提出了一种评估不确定性的方法。具体来说，我们不是将外推法视为使用特定参数函数的传统回归问题，而是考虑基于高斯过程生成的无限多个函数，并从其中选择一个满足物理约束的函数，其要点是重新思考问题。通过给予高权重进行概率估计。将某种先验知识或物理信息纳入更广泛意义上的统计模型的方法的研究和应用，已成为近年来蓬勃发展的深度学习领域的热门话题，也将成为当今深度学习领域的热门话题。我认为我们可以预期它也会产生影响。

项目成果

Florida State University/Lawrence Berkeley National Laboratory/Michigan State University(米国)

佛罗里达州立大学/劳伦斯伯克利国家实验室/密歇根州立大学（美国）

質量数40領域の中性子過剰核におけるベータ崩壊の系統的記述

质量数40区富中子核β衰变的系统描述

• 发表时间: 2017
• 作者: 吉田聡太;宇都野穣;清水則孝;大塚孝治
• 通讯作者: 大塚孝治

原子核構造の物理における統計的手法の応用

统计方法在核结构物理中的应用

• 发表时间: 2019
• 作者: Ohkita,M.;Kamijo;M.;Otaki;S.,Samejima;K.,& Sawa,K.;吉田 聡太
• 通讯作者: 吉田 聡太

Non-parametric Bayesian approach to the extrapolation in configuration interaction methods

配置交互方法中外推的非参数贝叶斯方法

• 发表时间: 2019
• 作者: Mitsuda,M.;Katou;H.;Ohkita;M.,& Sawa;K.;木村 皐史;吉田 聡太;謝花隆之・大北 碧・澤 幸祐;大北碧・澤幸祐;S. Yoshida
• 通讯作者: S. Yoshida

β− decay of Tz=+112 isotopes Al37 and Si39 : Understanding Gamow-Teller strength distribution in neutron-rich nuclei

Tz= 112 同位素 Al37 和 Si39 的 β 衰变：了解富中子核中的伽莫夫-泰勒强度分布

• DOI: 10.1103/physrevc.100.014323
• 发表时间: 2019
• 期刊: Physical Review C
• 影响因子: 3.1
• 作者: Abromeit, B.;Tripathi, Vandana;Crawford, H. L.;Liddick, S. N.;Yoshida, S.;Utsuno, Y.;Bender, P. C.;Crider, B. P.;Dungan, R.;Fallon, P.
• 通讯作者: Fallon, P.