Post on 22-Feb-2016
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AMD と SU(3) 対称性に基づく拘束を用いた 13C のクラスター構造の研究
北海道大学 原子核理論研究室
千葉陽平 木村真明
2013/7/27
213C におけるクラスター状態
• 12C : 励起状態にクラスター状態が存在。• Hoyle 状態 : 3 の dilute gas-like な状態• Linear chain
• クラスター構造に中性子が加わった状態• Be 同位体: 2 クラスター状態• 2 クラスターと余剰中性子の自由度が結合し様々な分
子的構造が現れる。
• 13C : のクラスター状態が存在するか?• Ex. Hoyle 状態 +n , linear chain 3+n• 3 と余剰中性子の自由度がどのように結合するか?
Slide by M.Ito
T. Neff et al., Int.J.Mod.Phys. E17, 2005 (2008)Y. Kanada-En’yo. Prog. Theo. Phys. 117 655 (2007)
Y. Kanada-En’yo. Prog. Theo. Phys. 117 655 (2007)
3
実験による探索 -linear chain+n 状態の候補 -
• Kp = 3/2-, 3/2+ の doublet • Milin と von Oertzen は 9Be+ の linear chain + n 構造
を持ったバンドがあるのではないかと主張。
• 9Be + の共鳴散乱実験• 励起エネルギーが 12 MeV 以上の領域に複数の幅の
狭い共鳴状態。• R-matrix を用いた解析により Milin と von Ortzen の
band assignment のうち、 9/2- の状態は 5/2- であると主張。
• 9Be(6Li,d)13C∗ 実験 (C. Wheldon et al.)• Model independent に 崩壊幅を測定。• 10.818 MeV の 5/2- 状態が分子的状態である可能性に
ついて言及。
M. Milin and W. von Oertzen, Eur. Phys. J. A 14, 295 (2002).
M. Freer et al., Phys. Rev. C 84, 034317 (2011).
C. Wheldon et al., Phys. Rev. C 86. 044328 (2012)
4
実験による探索 -Hoyle+n 状態の候補 -
• Hoyle 状態の特徴として ISM 励起強度が強いことが挙げられる。• 余剰中性子の配位が 13C の基底状態と大きく変わらなければ Hoyle+n 状態も
ISM 励起が強くなるのではないか。
Y. Sasamoto et al., Mod. Phys. Lett. A ,Vol. 21, 31–33 (2006)
T. Yoshida et al., Phys. Rev. C 79, 034308 (2009)
• アイソスカラー単極子励起( ISM 励起)による探索
ISM 励起によって強く励起される 2 つの 1/2-
状態が存在。
5
Motivation
• ISM 励起で強く励起されるの性質・構造は?
• LS splitting が変化するか?
M. Milin and W. von Oertzen, Eur. Phys. J. A 14, 295 (2002).
Y. Sasamoto et al., Mod. Phys. Lett. A ,Vol. 21, 31–33 (2006)
• Milin と von Oertzen が提唱しているような linear chain + n の のバンドがあるか?
T.Yamada et al., Mod. Phys. Lett. A 21, 2373 (2006)
理論的枠組
Hamiltonian .• 有効相互作用として Gogny D1S を用いる。
波動関数, , , , .• 核子の波動関数を Gauss 関数で記述。
変分計算• • パリティ変換後の波動関数を変分。• 四重極変形度や調和振動子の量子数に対する拘
束条件の下でエネルギーが最小となるパラメータを決定する。
8(0,4)
N(0,N/2) N(N,0)
理論的枠組
角運動量射影 ,
生成座標法
, , .
異なる変形度やを持つ波動関数を重ねあわせてHamiltonian を対角化。
13C における励起構造
励起構造• 多粒子多空孔励起領域 ( では、殻構造よりもクラスター構造が多く現れる• 多粒子多空孔励起領域、高励起状態では、クラスター励起の自由度が最重要
𝑁 𝑝𝑁𝑛
殻構造
クラスター構造
13C のエネルギースペクトル , B(E2)
12C(g.s.)+n
Hoyle + n
linear chain + n
chain-like chain-like
B(E2)
13C における ISM 励起
73.723.1
354556
B(IS0) [fm2] ともに大きな B(IS0) を持つため、クラスター状態であることが示唆される。
エネルギーが高めではあるが B(IS0) の傾向としては、一致。
Y. Sasamoto et al., Mod. Phys. Lett. A ,Vol. 21, 31–33 (2006)
12C(g.s.)+n
Hoyle + n chain-like
状態の構造
S-factor
0.695 0.018
0.172 0.212
0.814 0.073
0.243 0.020
Radius[fm]
2.51 2.57 2.54
2.78 2.79 2.79
2.92 2.88 2.90
85%
25% 54%
1/21−
1/22− 1/23
−
matter mattervalence valence
matter
17%matter
13C のエネルギースペクトル , B(E2)
12C(g.s.)+n
Hoyle + n
linear chain + n
chain-like chain-like
状態の構造
S-factor 3 3 3
0.005 0.001 0.103
0.611 0.076 0.026
0.142 0.030 0.007
0.076 0.011 0.126
Radius[fm]
2.68 2.77 2.73
3 3.04 2.92 3.98
3 3.15 3.07 3.11
28% 54% linear chain + n
chain-like
12C(g.s.)+n
83%
3 /22− 3 /23
−
3 /21−
valence valence
matter
matter matter
実験との対応
バンドが分子的状態の候補。
F. Ajzenberg-Selove, Nucl. Phys. A 523, 1 (1991)
𝐾 𝜋=1/23−
𝐾 𝜋=3 /22−
𝐾 𝜋=3 /23−
𝐾 𝜋=1/21−
𝐾 𝜋=3 /2−?
まとめと今後の展望
13C の 10MeV 以上の励起状態ではクラスター状態が支配的。 10MeV 以上に、 ISM で強く励起される 2 つのクラスター的な 1/2- 状態、
の 2 つのバンドが存在。 B(IS0) の傾向が実験と一致。
S-factor から、 : Hoyle + n : linear chain + n 構造を持つと理解できる。 GCM overlap からと、 はがそれぞれ対応しているように見えるが、 12C
の状態との S-factor が殆ど無い。
今後の展望としては、 13C の計算の模型空間を広げ励起状態をより精密に記述し、各状態の構造を特定する。
また同様の手法を用いて、 21Ne, 17O 等のクラスター構造を研究して行きたい。
12C の構造
8 18 28 38 48 580.00E+00
2.50E-01
5.00E-01
7.50E-01
1.00E+00
1st and 2nd 0+ state overlap with N(0,N/2)
1st 0+2nd 0+
N
Ove
rlap
with
N(0
,N/2
)
12 20 28 36 440.00E+00
2.50E-01
5.00E-01
3rd 0+ state overlap with N(N,0)
N
Ove
rlap
with
N(N
,0)
N(N,0)
N(0,N/2)