Unified description for cluster-hsell structures and contribution to nucleosynthesis

簇-hsell结构的统一描述和对核合成的贡献

基本信息

批准号：
22K03618
负责人：
板垣直之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

原子核が複数の部分系から構成される構造をクラスター構造と呼ぶ。特にα粒子(4He原子核)は結合が強く、原子核中で良い部分系たり得ることが知られている。このαクラスター構造が主に軽い原子核の励起状態に現れることが、これまで幅広く研究されてきた。しかし、原子核の基底状態はより一体にまとまっており、それぞれの核子が独立に運動する「シェル模型」の描像が支配的である。星の中における元素合成は、小さな原子核の合成によって行われる。すなわち、小さな原子核が集まってまず励起状態にクラスター的な構造を形成し、そこから電磁遷移によってシェル模型的な基底状態へと移行する。これを理論で扱う際には、クラスター構造とシェル構造のコンシステントな記述が決定的に重要である。代表者板垣が提案し、発展させてきたAntisymmetrized quasi cluster model (AQCM)は、αクラスター模型の波動関数をシェル模型へと変換するものであり、両者を同じ枠組みで統一的に記述する。今回の計画では、これをさらに発展させ、クラスター構造が、一部の軽い原子核のみならず、より一般的に重要である可能性を示す。本年度は、主に、炭素や酸素、あるいはチタンという我々の身の回りに存在する原子核が、果たしてクラスター構造を持つのか、それともシェル構造を持つのかの比較検討を行った。その際、AQCMで作られた原子核密度を、原子核反応理論へと適用し、既に存在する実験結果と比較することにより、実際の原子核が、クラスター・シェルのどちらの描像に近いのかを、可視化可能とした。その結果、炭素や酸素原子核はクラスター構造の成分が強く、これがこれらの元素の合成に大きな影響を与えていることが示された。この研究成果に関しては、複数の論文で発表するとともに、プレスリリースを行うことで、広く一般社会に対しても成果を公表した。

原子核由多个子系统组成的结构称为群集结构。特别是，α颗粒（4He原子核）具有牢固的键，已知是原子核中的良好子系统。直到现在，该α簇结构的出现主要是在光原子核的激发状态中进行了广泛的研究。但是，核的基态更加统一，并主导着每个核对每个核独立移动的“壳模型”的图像。恒星中的元素合成是通过小原子核的合成来进行的。换句话说，小原子核聚集在一起，在激发态下形成类似簇状的结构，然后通过电磁过渡过渡到壳模型基态。从理论上讲，在处理此问题时，对群集结构和壳结构的一致描述至关重要。由代表性Itagaki提出和开发的反对称化准簇模型（AQCM）将α-簇模型的波函数转换为壳模型，并且两者都均匀地写在同一框架中。本计划进一步发展了这一点，表明簇结构可能更重要，而不仅仅是在某些光原子核中。今年，我们比较并检查了周围存在的核（主要是碳，氧或钛）是否具有簇结构或壳结构。目前，AQCM产生的核密度应用于核反应理论，并与已经存在的实验结果进行了比较，从而可以看到实际核是否更接近簇还是壳图像。结果，结果表明，碳和氧核具有较强的簇结构成分，这对这些元素的合成具有重大影响。关于这项研究结果，他们发表了几篇论文并发表了新闻稿，并将结果公开给了公众。

项目成果

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专利数量（0）

Imprints of α clustering in the density profiles of 12C and 16O

12C 和 16O 密度分布中 α 簇的印记

DOI：
10.1103/physrevc.107.l021304
发表时间：
2023
期刊：
Physical Review C
影响因子：
3.1
作者：
Horiuchi W.;Itagaki N.
通讯作者：
Itagaki N.

Experimental investigation of ground-state properties of 7H with transfer reactions

7H基态性质与转移反应的实验研究

DOI：
10.1016/j.physletb.2022.137067
发表时间：
2022
期刊：
Physics Letters B
影响因子：
4.4
作者：
Caamao M.;Roger T.;Moro A.M.;Grinyer G.F.;Pancin J.;Bagchi S.;Sambi S.;Gibelin J.;Fern?ndez?Dom?nguez B.;Itagaki N.;Benlliure J.;CortinaGil D.;Farget F.;Jacquot B.;PrezLoureiro D.;Pietras B.;Raabe R.;Ramos D.;Rodr?guez Tajes C.;Savajols H.;Vandebrouck M.
通讯作者：
Vandebrouck M.

Density profiles near nuclear surface of 44,52Ti: An indication of α clustering

44,52Ti 核表面附近的密度分布：α 聚类的指示