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論文

Transport model comparison studies of intermediate-energy heavy-ion collisions

Walter, H.*; Colonna, M.*; Cozma, D.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Kumar, R.*; 小野 章*; Tsang, M. Y. B*; Xu, J.*; Zhang, Y.-X.*; et al.

Progress in Particle and Nuclear Physics, 125, p.103962_1 - 103962_90, 2022/07

https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2022.103962
 被引用回数：48 パーセンタイル：96.94(Physics, Nuclear)

原子核-原子核衝突や原子核の状態方程式の研究において、反応計算モデルは重要なツールとなり、世界中で開発が進んでいる。本論文は、原子力機構のJQMD-2.0を含め、現在開発中の複数のコード開発者の協力により、これらコードを同じ条件で比較することで共通点や差異を明らかにしたプロジェクトTransport Model Evaluation Project (TMEP)を総括したものである。参加したコードはBoltzmann-Uehling-Uhlenbeck(BUU)法に基づく13のコードと、Quantum Molecular Dynamics (QMD)法に基づく12のコードであった。プロジェクトでは、Au原子核同士を衝突させてその終状態を観測する現実的な計算や、一辺が640nmの箱に核子を詰めて時間発展させる仮想的な計算を行った。その結果、BUU法コードとQMD法コードは計算原理が異なるため、計算の設定に関係なく系統的な差異が生じることが明らかになった。その一方で、同じ方法を採用するコード間の比較では、時間発展を細かく計算することでコード間の差は埋まっていき、一定の収束値を持つことが示された。この結果は今後開発される同分野のコードのベンチマークデータとして有用なものであるだけでなく、原子核基礎物理学の実験や理論研究の標準的な指針としても役に立つことが期待される。

論文

A Bag model of matter condensed by the strong interaction

Miao, Z.-Q.*; Xia, C.-J.*; Lai, X.-Y.*; 丸山 敏毅; Xu, R.-X.*; Zhou, E.-P.*

International Journal of Modern Physics E, 31(4), p.2250037_1 - 2250037_20, 2022/04

https://doi.org/10.1142/S0218301322500379
 被引用回数：6 パーセンタイル：86.5(Physics, Nuclear)

It is suggested that pulsar-like compact stars are comprised entirely of strangeons (quark-clusters with three-light-flavor symmetry) and a small amount of electrons. To constrain the properties of strangeon stars, we propose a linked bag model to describe matter with the strong interaction in both 2-flavored (nucleons) and 3-flavored (hyperons, strangeons, etc.) scenarios. The parameters are calibrated to reproduce the saturation properties of nuclear matter. The energy per baryon of strangeon matter is smaller than that of baryon matter if the strangeon carries a large number of valence quarks, which stiffens the equation of state and consequently increases the maximum mass of strangeon stars. The maximum mass and tidal deformability of strangeon stars within the present model are consistent with the observation, i.e. the maximum mass of strangeon stars can be $$sim$$2.5 solar mass, and the tidal deformability of a 1.4 solar mass star can be $$180lesssimLambdalesssim340$$.

論文

The $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the $$^{60}$$Fe nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.

Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac12ce
 被引用回数：1 パーセンタイル：8.87(Astronomy & Astrophysics)

The long-lived $$^{60}$$Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe on $$^{59}$$Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of $$^{60}$$Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 $$gamma$$-ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5$$pm$$3.5 mb at $$kT$$ = 30 keV and 13.4$$pm$$1.7 mb at $$kT$$ = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of $$^{60}$$Fe from the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe rate are at most 25$$%$$. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of $$^{60}$$Fe.

論文

Field-tuned magnetic structure and phase diagram of the honeycomb magnet YbCl$$_3$$

Hao, Y. Q.*; Wo, H. L.*; Gu, Y. M.*; Zhang, X. W.*; Gu, Y. Q.*; Zheng, S. Y.*; Zhao, Y.*; Xu, G. Y.*; Lynn, J. W.*; 中島 健次; et al.

Science China; Physics, Mechanics & Astronomy, 64(3), p.237411_1 - 237411_6, 2021/03

https://doi.org/10.1007/s11433-020-1626-3
 被引用回数：6 パーセンタイル：61.42(Physics, Multidisciplinary)

We report thermodynamic and neutron diffraction measurements on the magnetic ordering properties of the honeycomb lattice magnet YbCl$$_3$$. We find YbCl$$_3$$ exhibits a N${'e}$el type long-range magnetic order at the wavevector (0, 0, 0) below T$$_N$$ = 600 mK. This magnetic order is associated with a small sharp peak in heat capacity and most magnetic entropy release occurs above the magnetic ordering temperature. The magnetic moment lies in-plane, parallel to the monoclinic a-axis, whose magnitude m$$_{rm Yb}$$ = 0.86(3) $$mu_B$$ is considerably smaller than the expected fully ordered moment of 2.24 $$mu_B$$ for the doublet crystal-field ground state. The magnetic ordering moment gradually increases with increasing magnetic field perpendicular to the ab-plane, reaching a maximum value of 1.6(2) $$mu_B$$ at 4 T, before it is completely suppressed above $$sim$$9 T. These results indicate the presence of strong quantum fluctuations in YbCl$$_3$$.

論文

Quasifree neutron knockout reaction reveals a small $$s$$-Orbital component in the Borromean nucleus $$^{17}$$B

Yang, Z. H.*; 久保田 悠樹*; Corsi, A.*; 吉田 数貴; Sun, X.-X.*; Li, J. G.*; 木村 真明*; Michel, N.*; 緒方 一介*; Yuan, C. X.*; et al.

Physical Review Letters, 126(8), p.082501_1 - 082501_8, 2021/02

AA2020-0819.pdf:1.29MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.082501
 被引用回数：43 パーセンタイル：96.7(Physics, Multidisciplinary)

ボロミアン核であり中性子ハロー構造が期待される$$^{17}$$Bに対する($$p$$,$$pn$$)反応実験を行った。断面積の運動量分布を分析することで、$$1s_{1/2}$$と$$0d_{5/2}$$軌道の分光学的因子を決定した。驚くべきことに、$$1s_{1/2}$$の分光学的因子は9(2)%と小さいことが明らかになった。この結果は、連続状態を含むdeformed relativistic Hartree-Bogoliubov理論によってよく説明された。本研究の結果によると、現在知られているハロー構造を持つとされる原子核の中で$$^{17}$$Bは$$s$$および$$p$$軌道の成分が最も小さく、$$s$$または$$p$$軌道成分が支配的であることが必ずしもハロー構造の前提条件ではない可能性を示唆している。

論文

Fine structure in the $$alpha$$ decay of $$^{223}$$U

Sun, M. D.*; Liu, Z.*; Huang, T. H.*; Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Ding, B.*; Wang, J. G.*; Liu, X. Y.*; Lu, H. Y.*; Hou, D. S.*; et al.

Physics Letters B, 800, p.135096_1 - 135096_5, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2019.135096
 被引用回数：11 パーセンタイル：79.42(Astronomy & Astrophysics)

Fine structure in the $$alpha$$ decay of $$^{223}$$U was observed in the fusion-evaporation reaction $$^{187}$$Re($$^{40}$$Ar,p3n) by using fast digital pulse processing technique. Two $$alpha$$-decay branches of $$^{223}$$U feeding the ground state and 244 keV excited state of $$^{219}$$Th were identified by establishing the decay chain $$^{223}$$U$$rightarrow$$$$^{219}$$Th$$rightarrow$$$$^{215}$$Ra$$rightarrow$$$$^{211}$$Rn. The $$alpha$$-particle energy for the ground-state to ground-state transition of $$^{223}$$U was determined to be 8993(17) keV, 213 keV higher than the previous value, the half-life was updated to be 62$$^{+14}_{-10} mu$$s. Evolution of nuclear structure for $$N$$=131 even-$$Z$$ isotones from Po to U was discussed in the frameworks of nuclear mass and reduced $$alpha$$-decay width, a weakening octupole deformation in the ground state of $$^{223}$$U relative to its lighter isotones $$^{219}$$Ra and $$^{211}$$Th was suggested.

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral with pions and $$Delta$$ resonances in a box

小野 章*; Xu, J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Tsang, M. B.*; Wang, Y,-J.*; Wolter, H.*; Zhang, Y.-X.*; Chen, L.-W.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044617_1 - 044617_35, 2019/10

AA2019-0025.pdf:2.76MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044617
 被引用回数：58 パーセンタイル：98.56(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究では、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と陽子をランダム配置し、それらが70fm/cの間に起こす散乱の回数やエネルギーを計算した。ここでは、特にパイオンやその前駆体であるデルタ共鳴の生成に注目して比較を行った。参加コードは、個々の粒子の時間発展を追うQMD型コードと、粒子の位置や運動量の確率分布を決めておき、散乱や崩壊が発生したときそれらを乱数サンプリングするBUU型コードがあり、発表者が用いたJQMDは前者に属する。本研究により、計算における時間刻みが各コードによる結果の差の主な原因であることが分かった。さらに、今後のJQMDの改良方針の策定に有益な知見を得ることができた。

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral in a box

Zhang, Y.-X.*; Wang, Y,-J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; 小野 章*; Tsang, M. B.*; Wolter, H.*; Xu, J.*; Chen, L.-W.*; Cozma, D.*; et al.

Physical Review C, 97(3), p.034625_1 - 034625_20, 2018/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.97.034625
 被引用回数：98 パーセンタイル：99.11(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究はモデル間の共通点と差異を明らかにし、各モデルの問題点を明らかにした。比較において、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と320個の陽子をランダム配置し、それらが時間発展に伴って起こす散乱の回数や散乱時のエネルギーなどを計算する条件が設定された。また、結果以外にも、理論モデルを構成するアルゴリズムについても比較を行った。発表者は重イオン核反応モデルJQMD(JAERI Quantum Molecular Dynamics)を用いて計算を行い、世界で開発されている15の計算コードによる計算結果と比較した。コードアルゴリズムの比較では、JQMDは必ず陽子から 優先的に衝突確率を計算し、その後に中性子の衝突を計算するため、物理描像の妥当性が指摘された。一方、JQMDは他のモデルとほぼ同じ計算結果を出すことも判明した。衝突回数や運動量の計算値が平均から2倍以上乖離するモデルもある中で、JQMDは本計算条件で安定した性能を発揮することが確認された。

論文

Signature inversion in the 7/2$$^-$$[503] band of $$^{185}$$Pt

Li, G. S.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Zheng, Y.*; Liu, M. L.*; Hua, W.*; Zhou, H. B.*; Ding, B.*; Wang, H. X.*; Lei, X. G.*; et al.

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 38(9), p.095105_1 - 095105_9, 2011/09

https://doi.org/10.1088/0954-3899/38/9/095105
 被引用回数：1 パーセンタイル：11.77(Physics, Nuclear)

$$^{185}$$Ptの高スピン状態をタンデム加速器と多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIを用いて調べた。低スピン指標逆転現象が7/2$$^-$$[503]バンドで観測された。この現象は、中性子が7/2$$^-$$[503]軌道から7/2$$^-$$[514]軌道に移ることによって起こるという解釈は、DonauとFrauendorfの反古典的近似による計算結果によって支持された。

論文

Study of X-ray emission enhancement via a high-contrast femtosecond laser interacting with a solid foil

Chen, L.-M.; 神門 正城; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Koga, J. K.; Chen, M.*; Xu, H.*; Yuan, X.-H.*; Dong, Q. L.*; Sheng, Z. M.*; et al.

Physical Review Letters, 100(4), p.045004_1 - 045004_4, 2008/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.045004
 被引用回数：93 パーセンタイル：92.69(Physics, Multidisciplinary)

60fsのレーザーパルスの2倍高調波を銅薄膜に照射したときにK$$alpha$$ X線の変換効率が基本波に比べて増大することを発見した。変換効率は、レーザーパルスを非線形に歪めた形状に強く依存することがわかった。変換効率は、100fsに負のチャープを与えた場合に最大となった。電子エネルギースペクトルの構造化が変換効率の増大に寄与している。シミュレーションにより、強調されたvacuum heatingの機構により高コントラストレーザーはX線発生の効率化の有用なツールであることを示した。

論文

Edge pedestal physics and its implications for ITER

鎌田 裕; Leonard, A. W.*; Bateman, G.*; Becoulet, M.*; Chang, C. S.*; Eich, T.*; Evans, T. E.*; Groebner, R. J.*; Guzdar, P. N.*; Horton, L. D.*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2006/html/node22.htm#3343

周辺ペデスタル研究の進展とITERへ向けた予測について、最近の世界の研究をレビューする。周辺ペデスタル構造を決めるパラメータリンケージを明らかにするとともに、プラズマ過程と原子分子過程の両方がペデスタル幅を決定すること,周辺圧力勾配がピーリングバルーニング理論で系統的に説明できること,計測機器の進展によってELMの発展が明らかとなり非線形理論で説明可能であること,小振幅ELMの系統的同定がすすんだことなど、大きな発展があった。これらに基づいて、ITERのプラズマ性能の予測,ELMの小規模化等の検討が大きく進んだ。

論文

Experimental study on $$K$$$$_{alpha}$$ X-ray emission from intense femtosecond laser-solid interactions

Xu, M. H.*; Chen, L.-M.; Li, Y.-T.*; Yuan, X.-H.*; Liu, Y.-Q.*; 中島 一久; 田島 俊樹; Wang, Z.-H.*; Wei, Z.-Y.*; Zhao, W.*; et al.

Acta Physica Sinica, 56(1), p.353 - 358, 2007/01

https://doi.org/10.7498/aps.56.353
 被引用回数：5 パーセンタイル：37.28(Physics, Multidisciplinary)

p分極されたフェムト秒のレーザー固体相互作用によって発生する相対論的な領域で$$K$$$$_{alpha}$$のX線源の特徴を実験的に調べた。ナイフエッジのイメージ法を用いてCCDの単一光子カウントを行うことにより、$$K$$$$_{alpha}$$のX線サイズ,スペクトル及び変換効率を測定した。実験結果は$$K$$$$_{alpha}$$の光子の変換効率がシミュレーションの結果と異なり1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のレーザーの強度で最適値7.08$$times$$10$$^{-6}$$/srに達すること。X線変換効率が10%であること、及びレーザー強度1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のときに前方芳香に電子が加速されることを発見した。

論文

Microvoid formation in hydrogen-implanted ZnO probed by a slow positron beam

Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋*; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Physical Review B, 71(11), p.115213_1 - 115213_8, 2005/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.115213
 被引用回数：106 パーセンタイル：93.71(Materials Science, Multidisciplinary)

20-80keVに加速させた水素イオンを、総量4.4$$times$$10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$までZnO結晶に注入した。陽電子消滅測定により、水素原子で満たされた亜鉛空孔が形成されることがわかった。200-500$$^{circ}$$Cのアニール後、この空孔は水素バブルへと発展する。600-700$$^{circ}$$Cのさらなるアニールにより、バブルから水素が脱離し、多量のマイクロボイドが残る。これらのマイクロボイドは、1000$$^{circ}$$Cの高温で消失する。カソードルミネッセンス測定から、水素イオンは、サンプルから脱離する前に、深いレベルの発光中心も不活性化し、紫外光の放出を促すことがわかった。

論文

Production and recovery of defects in phosphorus-implanted ZnO

Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Journal of Applied Physics, 97(1), p.013528_1 - 013528_6, 2005/01

https://doi.org/10.1063/1.1821636
 被引用回数：147 パーセンタイル：96.39(Physics, Applied)

リンイオンを、50-380keVのエネルギーで、10$$^{13}$$-10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$の線量でZnO結晶に注入した。注入後、空孔クラスターが形成することが、陽電子消滅測定により示された。600$$^{circ}$$Cのアニール後、これらの空孔クラスターはマイクロボイドに発展し、1100$$^{circ}$$Cで消失する。ラマン分光測定により、酸素空孔(V$$_O$$)の生成が示された。これらは、700$$^{circ}$$Cまでに空孔クラスター集合の形成を伴って、アニールされる。ZnOの発光は、注入により導入した非発光中心により抑えられる。光放出の回復は、600$$^{circ}$$Cより上で起こる。陽電子により検出した空孔型欠陥は、非発光中心の一部であると思われる。またホール測定は、リン注入したZnO層において、n型伝導性を示す。これはリンが両性不純物であることを示唆している。

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