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論文

Strong low-energy rattling modes enabled liquid-like ultralow thermal conductivity in a well-ordered solid

Liu, P.-F.*; Li, X.*; Li, J.*; Zhu, J.*; Tong, Z.*; 古府 麻衣子*; 楡井 真実; Xu, J.*; Yin, W.*; Wang, F.*; et al.

National Science Review, 11(12), p.nwae216_1 - nwae216_10, 2024/12

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae216
 被引用回数：13 パーセンタイル：94.32(Multidisciplinary Sciences)

Crystalline solids exhibiting inherently low lattice thermal conductivity ($$kappa_{rm L}$$) are of great importance in applications such as thermoelectrics and thermal barrier coatings. However, $$kappa_{rm L}$$ cannot be arbitrarily low and is limited by the minimum thermal conductivity related to phonon dispersions. In this work, we report the liquid-like thermal transport in a well-ordered crystalline CsAg$$_5$$Te$$_3$$, which exhibits an extremely low $$kappa_{rm L}$$ value of $$sim$$ 0.18 Wm$$^{-1}$$K$$^{-1}$$. On the basis of first-principles calculations and inelastic neutron scattering measurements, we find that there are lots of low-lying optical phonon modes at $$sim$$ 3.1 meV hosting the avoided-crossing behavior with acoustic phonons. These strongly localized modes are accompanied by weakly bound rattling Ag atoms with thermally induced large amplitudes of vibrations. Using the two-channel model, we demonstrate that coupling of the particle-like phonon modes and the heat-carrying wave-like phonons is essential for understanding the low $$kappa_{rm L}$$, which is heavily deviated from the $$1/T$$ temperature dependence of the standard Peierls theory. In addition, our analysis indicates that the soft structural framework with liquid-like motions of the fluctuating Ag atoms is the underlying cause that leads to the suppression of the heat conduction in CsAg$$_5$$Te$$_3$$. These factors synergistically account for the ultralow $$kappa_{rm L}$$ value. Our results demonstrate that the liquid-like heat transfer could indeed exist in a well-ordered crystal.

論文

Antiferromagnetism and phase stability of CrMnFeCoNi high-entropy alloy

Zhu, L.*; He, H.*; Naeem, M.*; Sun, X.*; Qi, J.*; Liu, P.*; Harjo, S.; 中島 健次; Li, B.*; Wang, X.-L.*

Physical Review Letters, 133(12), p.126701_1 - 126701_6, 2024/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.126701
 被引用回数：3 パーセンタイル：43.84(Physics, Multidisciplinary)

It has long been suspected that magnetism could play a vital role in the phase stability of multi- component high-entropy alloys. However, the nature of the magnetic order, if any, has remained elusive. Here, by using elastic and inelastic neutron scattering, we demonstrate evidence of antiferromagnetic order below $$sim$$80 K and strong spin fluctuations persisting to room temperature in a single-phase face-centered cubic (fcc) CrMnFeCoNi high-entropy alloy. Despite the chemical complexity, the magnetic structure in CrMnFeCoNi can be described as $$gamma$$-Mn-like, with the magnetic moments confined in alternating (001) planes and pointing toward the $$langle$$111$$rangle$$ direction. Combined with first-principles calculation results, it is shown that the antiferromagnetic order and spin fluctuations help stabilized the fcc phase in CrMnFeCoNi high-entropy alloy.

論文

Low spin spectroscopy of neutron-rich $$^{43,44,45}$$Cl via $$beta^-$$ and $$beta n$$ decay

Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.

Physical Review C, 109(4), p.044320_1 - 044320_15, 2024/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.044320
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所において$$^{48}$$Caのフラグメンテーション反応によって中性子過剰核$$^{43,45}$$Sを生成し、そこからのベータ崩壊および遅発中性子放出ベータ崩壊によって$$^{43,44,45}$$Clの励起状態を得た。得られた実験データをSDPFSDG-MU相互作用を用いた大規模殻模型計算と比較し、よい一致を得た。

論文

Phase transformation and equation of state in Ti-45Al alloy under high pressure

Li, X.*; Zhu, R.*; Xin, J.*; Luo, M.*; Shang, S.-L.*; Liu, Z.-K.*; Yin, C.*; 舟越 賢一*; Dippenaar, R. J.*; 肥後 祐司*; et al.

CALPHAD; Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 84, p.102641_1 - 102641_6, 2024/03

https://doi.org/10.1016/j.calphad.2023.102641
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Thermodynamics)

The phase transformations and pressure-volume dependencies of the Ti-45Al alloy with respect to pressure have been investigated by means of in-situ observation using multi anvil-type high-pressure devices and synchrotron radiation. Under hydrostatic compression from 0 to 10.1 GPa, about 2.3 vol. % of $$gamma$$ transforms continuously to $$alpha$$2. Lattice parameters as well as volume fractions of these two phases have been determined as a function of pressure. Bulk moduli estimated using Birch-Murnaghan's equation of state are 148 GPa for the $$gamma$$ phase, 138 GPa for the $$alpha$$2 phase, and 149 GPa for their two-phase mixture of Ti-45Al alloy. First-principles have also applied to investigate bulk moduli of two single phases, and the deviation between calculations and measurements is discussed and attributed to mainly phase transformation. The presently study provides useful insights into thermodynamics of $$alpha$$2 and $$gamma$$ phases under high pressure.

論文

Chiral perturbation theory for heavy hadrons and chiral effective field theory for heavy hadronic molecules

Meng, L.*; Wang, B.*; Wang, G.-J.*; Zhu, S.-L.*

Physics Reports; A Review Section of Physics Letters, 1019, p.1 - 149, 2023/05

https://doi.org/10.1016/j.physrep.2023.04.003
 被引用回数：127 パーセンタイル：97.56(Physics, Multidisciplinary)

Chiral symmetry and its spontaneous breaking play an important role both in the light hadron and heavy hadron systems. The chiral perturbation theory ($$chi$$PT) is the low energy effective field theory of the Quantum Chromodynamics. In this work, we shall review the investigations on the chiral corrections to the properties of the heavy mesons and baryons within the framework of $$chi$$PT. We will also review the scatterings of the light pseudoscalar mesons and heavy hadrons, through which many new resonances such as the D*s0(2317) could be understood. Moreover, many new hadron states were observed experimentally in the past decades. A large group of these states is near-threshold resonances, such as the charged charmoniumlike $$Z_{c}$$ and $$Z_{cs}$$ states, bottomoniumlike $$Z_{b}$$ states, hidden-charm pentaquark $$P_{c}$$ and $$P_{cs}$$ states and the doubly charmed $$T_{cc}$$ state, etc. They are very good candidates of the loosely bound molecular states composed of a pair of charmed (bottom) hadrons, which are very similar to the loosely bound deuteron. The modern nuclear force was built upon the chiral effective field theory (LEFT), which is the extension of the $$chi$$PT to the systems with two matter fields. The long-range and medium-long-range interactions between two nucleons arise from the single-and double-pion exchange respectively, which are well constrained by the chiral symmetry and its spontaneous breaking. The short-distance interactions can be described by the low energy constants. Such a framework works very well for the nucleon-nucleon scattering and nuclei. In this work, we will perform an extensive review of the progress on the heavy hadronic molecular states within the framework of LEFT. We shall emphasize that the same chiral dynamics not only govern the nuclei and forms the deuteron, but also dictates the shallow bound states or resonances composed of two heavy hadrons.

論文

The Investigations of the $$P$$-wave $$B_s$$ states combining quark model and lattice QCD in the coupled channel framework

Yang, Z.*; Wang, G.-J.*; Wu, J.-J.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

Journal of High Energy Physics (Internet), 2023(1), p.058_1 - 058_19, 2023/01

https://doi.org/10.1007/JHEP01(2023)058
 被引用回数：10 パーセンタイル：76.22(Physics, Particles & Fields)

ハミルトニアン有効理論にクォーク模型、クォークペア生成、$$B^{(*)}bar K$$相互作用の情報を含むベアな状態と散乱状態の結合を取り入れた形式を用いて、しきい値近傍の$$P$$波の4個の$$B_s$$状態のスペクトルを研究した。

論文

$$beta^-$$ decay of exotic P and S isotopes with neutron number near 28

Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.

Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.106.064314
 被引用回数：4 パーセンタイル：52.14(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。$$^{42}$$Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態は$$2^-$$あるいは$$3^-$$であることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。

論文

Novel coupled channel framework connecting the quark model and lattice QCD for the near-threshold $$D_s$$ states

Yang, Z.*; Wang, G.-J.*; Wu, J.-J.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

Physical Review Letters, 128(11), p.112001_1 - 112001_6, 2022/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.112001
 被引用回数：40 パーセンタイル：95.41(Physics, Multidisciplinary)

閾値近傍のハドロン共鳴を有限サイズの格子QCDのデータを用いて解析する新しい手法を提案し、正パリティの$$D_s$$メソンのスペクトルに応用した。ハミルトニアン有効理論にクォーク模型,クォークペア生成,DK相互作用の情報を入れてベアな状態と散乱状態の結合を取り入れた。4個の$$D_s$$状態のうち、$$0^+$$と$$1^+$$の状態は散乱状態と強く混合する。一方で、$$1^+$$と$$2^+$$はほとんどベアなクォーク模型状態で記述できる。有限格子サイズでのレベル交差が再現されることを示した。

論文

Revisit the isospin violating decays of $$X$$(3872)

Meng, L.*; Wang, G.-J.*; Wang, B.*; Zhu, S.-L.*

Physical Review D, 104(9), p.094003_1 - 094003_8, 2021/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.094003
 被引用回数：28 パーセンタイル：85.89(Astronomy & Astrophysics)

$$X(3872)$$共鳴のアイソスピンを破る崩壊について再解析を行った。その結果$$X(3872)$$の内部構造と崩壊におけるアイソスピンの破れを定量的に結びつける新しい解析方法を提案し、これを適用した。その結果、$$X(3872)$$における中性メソンチャネルの寄与が80%であることがわかった。

論文

Solving the puzzles of the decay of the heaviest known proton-emitting nucleus $$^{185}$$Bi

Doherty, D. T.*; Andreyev, A. N.; Seweryniak, D.*; Woods, P. J.*; Carpenter, M. P.*; Auranen, K.*; Ayangeakaa, A. D.*; Back, B. B.*; Bottoni, S.*; Canete, L.*; et al.

Physical Review Letters, 127(20), p.202501_1 - 202501_6, 2021/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.202501
 被引用回数：11 パーセンタイル：64.24(Physics, Multidisciplinary)

$$^{185}$$Bi is the heaviest known proton emitting isotope. Its decay had been observed, but the assumed ground-state lifetime ($$sim$$$$60~mu$$s) was incorrect, leading to unexplained hindrance. With two new experiments at Argonne National Laboratory, two states were clearly identified. One is the proton-emitting ground-state (spin 1/2$$^+$$, half-life: 2.8$$^{+2.3}_{-1.0}$$ $$mu$$s), the second is a 58(2) $$mu$$s $$gamma$$-decaying isomer. The new data show the inversion of the ground and isomeric states compared to neighboring Bi isotopes. This is the only known example of a ground-state proton decay to a daughter nucleus ($$^{184}$$Pb) with a major shell closure.

論文

Implications of the $$Z_{cs}$$(3985) and $$Z_{cs}$$(4000) as two different states

Meng, L.*; Wang, B.*; Wang, G.-J.*; Zhu, S.-L.*

Science Bulletin, 66(20), p.2065 - 2071, 2021/10

https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.06.026
 被引用回数：28 パーセンタイル：85.10(Multidisciplinary Sciences)

最近発見された2つのテトラクォーク状態$$Z_{cs}$$(3985)と$$Z_{cs}$$(4000)の崩壊を有効理論を用いて調べた結果、崩壊の分岐比からこれらが同じ状態か異なる状態かを判断できることがわかった。

論文

Probing the long-range structure of the $$T^{+}_{cc}$$ with the strong and electromagnetic decays

Meng, L.*; Wang, G.-J.*; Wang, B.*; Zhu, S.-L.*

Physical Review D, 104(5), p.L051502_1 - L051502_8, 2021/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.L051502
 被引用回数：85 パーセンタイル：98.33(Astronomy & Astrophysics)

最近発見された$$T^+_{cc}$$状態の長距離構造をその強い相互作用と電磁相互作用による崩壊の分岐の様子から推定することが可能であることを示した。その結果、$$T_{cc}$$の主成分は$$D^{*+}D^0$$であることがわかった。

論文

Higher fully charmed tetraquarks; Radial excitations and $$P$$-wave states

Wang, G.-J.*; Meng, L.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

Physical Review D, 104(3), p.036016_1 - 036016_15, 2021/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.036016
 被引用回数：37 パーセンタイル：90.12(Astronomy & Astrophysics)

チャームクォーク2個と反クォーク2個の束縛状態であるテトラクォークの動径励起状態と$$P$$波励起状態のスペクトルを、クォーク模型を用いて解析した。クォーク模型は標準的なカラークーロン力と線形閉じ込め力を持つもので、チャーモニウム状態でパラメータを決めた。ダイクォークの基底状態を用いて、カラーが$$bar 3_c 3_c$$と$$6_c bar 6_c$$の状態を取り入れた計算の結果、$$6_c bar 6_c$$状態が低いエネルギーとなることがわかった。$$rho$$モードと$$lambda$$モードの励起状態を調べた結果、最近発見されたX(6900)に相当するエネルギー領域には$$0^{++}$$状態、$$2^{++}$$状態、$$1^{+-}$$状態、および$$2^{-+}$$$$P$$波状態が対応していることが明らかになった。また、エキゾチックな量子数を持つ$$0^{--}$$や$$1^{-+}$$状態は主に$$P$$波の$$eta_c J/psi$$, $$J/psi J/psi$$にそれぞれ崩壊することがわかった。

論文

Mass spectrum and strong decays of tetraquark $$bar c bar s qq$$ states

Wang, G.-J.*; Meng, L.*; Xiao, L.-Y.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

European Physical Journal C, 81(2), p.188_1 - 188_12, 2021/02

https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-08978-0
 被引用回数：41 パーセンタイル：91.38(Physics, Particles & Fields)

クォーク模型を用いて、S波の$$bar c bar s qq$$テトラクォーク状態の質量を計算し、さらに$$D^{-(*)}K^{(*)}$$チャネルへの崩壊幅の計算を行った。これらは、最近LHCbで報告されている$$X^0(2900)$$状態の理解につながる。また、対応する$$I=0$$の状態として、$$X(2649)$$を予言した。この状態が実験的に見つかることで、この模型が実証されてインパクトが大きい。

論文

Stability and synthesis of superheavy elements; Fighting the battle against fission - Example of $$^{254}$$No

Lopez-Martens, A.*; Henning, G.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 131, p.03001_1 - 03001_6, 2016/12

https://doi.org/10.1051/epjconf/201613103001
 被引用回数：1 パーセンタイル：41.81(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

原子番号が100を超える原子核の核分裂障壁の高さとその角運動量依存性を初めて測定した。核分裂による崩壊が優勢となり始める励起エネルギーを決定できる初期分布法という方法を$$^{254}$$Noの測定に適用した。$$^{254}$$Noの核分裂障壁はスピンゼロにおいて6.6MeVと決定された。このことは、$$^{254}$$Noが原子核の殻効果によって強く安定化されていることを示している。

論文

Population and decay of a $$K^{pi}$$ = 8$$^{-}$$ two-quasineutron isomer in $$^{244}$$Pu

Hota, S.*; Tandel, S.*; Chowdhury, P.*; Ahmad, I.*; Carpenter, M. P.*; Chiara, C. J.*; Greene, J. P.*; Hoffman, C. R.*; Jackson, E. G.*; Janssens, R. V. F.*; et al.

Physical Review C, 94(2), p.021303_1 - 021303_5, 2016/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.94.021303
 被引用回数：9 パーセンタイル：53.99(Physics, Nuclear)

$$^{244}$$Puにおける$$K^{pi}$$ = 8$$^{-}$$アイソマーからの崩壊と集団的バンド構造が$$^{47}$$Tiと$$^{208}$$Pbのビームによる深部非弾性散乱実験によって調べられた。バンド内の正確な$$M1/E2$$分岐比の測定によって、偶$$Z$$, $$N$$=150アイソトーンにおける$$K^{pi}$$ = 8$$^{-}$$二準中性子アイソマーが9/2$$^-$$[734]$$_{nu}$$$$otimes$$7/2$$^+$$[624]$$_{nu}$$の配位であることを確かめた。$$N$$=152における変形シェルギャップ近傍のこれらのアイソマーは、超重核の一粒子エネルギーの理論的な予言において重要なベンチマークとなる。

論文

Identification of deformed intruder states in semi-magic $$^{70}$$Ni

Chiara, C. J.*; Weisshaar, D.*; Janssens, R. V. F.*; 角田 佑介*; 大塚 孝治*; Harker, J. L.*; Walters, W. B.*; Recchia, F.*; Albers, M.*; Alcorta, M.*; et al.

Physical Review C, 91(4), p.044309_1 - 044309_10, 2015/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.044309
 被引用回数：40 パーセンタイル：90.62(Physics, Nuclear)

アルゴンヌ国立研究所にて中性子過剰核$$^{70}$$Niを$$^{70}$$Znの多核子移行反応によって生成し、$$gamma$$線検出器GRETINAを用いて$$gamma$$線分光を行った。その結果、$$2^+_2$$, $$4^+_2$$準位を初めて観測した。これらの準位は小さな模型空間を採用した殻模型計算では再現されないため、陽子の$$f_{7/2}$$軌道からの励起を伴った大きな変形状態であると考えられる。本論文の理論グループが2014年に発表した大規模殻模型計算によって$$^{70}$$Niの励起状態を解析した結果、これらの状態は大きなプロレート変形を持つ状態とよく対応することがわかった。この結果は、中性子過剰ニッケル同位体における変形共存が$$^{68}$$Ni以外にも存在することを実証するとともに、中性子過剰核における大規模殻模型計算の予言能力を確かめるものである。

論文

Fission barrier of superheavy nuclei and persistence of shell effects at high spin; Cases of $$^{254}$$No and $$^{220}$$Th

Henning, G.*; Khoo, T. L.*; Lopez-Martens, A.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.

Physical Review Letters, 113(26), p.262505_1 - 262505_6, 2014/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.262505
 被引用回数：34 パーセンタイル：81.70(Physics, Multidisciplinary)

殻効果によって安定に存在する超重核である$$^{254}$$Noの核分裂障壁の高さを実験的に決定した。核反応で生成した$$^{254}$$Noからの脱励起$$gamma$$線の本数と全エネルギーを測定することで$$gamma$$崩壊の開始点の励起エネルギーとスピン値を導出し、その分布から核分裂障壁の高さをスピンの関数として19$$hbar$$まで決定した。$$^{254}$$Noの核分裂障壁の高さは、スピン15$$hbar$$において6.0MeV、スピン0$$hbar$$における外挿値として6.6MeVと決定された。この結果は、殻効果が、このような重い原子核の核分裂障壁を高くしていることを明確に示し、またその高さが高スピン状態まで保持されていることを証明するものである。

論文

Exploring the stability of super heavy elements; First measurement of the fission barrier of $$^{254}$$No

Henning, G.*; Lopez-Martens, A.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 66, p.02046_1 - 02046_8, 2014/03

https://doi.org/10.1051/epjconf/20146602046
 被引用回数：3 パーセンタイル：68.16(Physics, Nuclear)

初期状態分布法により$$^{254}$$Noの核分裂障壁の高さを決定した。初期状態分布とは、核融合-粒子蒸発反応によって励起された原子核が$$gamma$$線放出による脱励起を開始する励起エネルギーとスピンの状態を二次元で表示したものであり、$$gamma$$線多重度と全$$gamma$$線エネルギーの測定から求めることができる。本論文では、初期状態分布法の詳細を詳しく記述し、$$^{254}$$Noの核分裂障壁の高さを初めて決定した実験結果について報告する。なお、$$^{254}$$Noは核分裂障壁が測定された最も重い原子核である。

論文

Diluted ferromagnetic semiconductor Li(Zn,Mn)P with decoupled charge and spin doping

Deng, Z.*; Zhao, K.*; Gu, B.; Han, W.*; Zhu, J. L.*; Wang, X. C.*; Li, X.*; Liu, Q. Q.*; Yu, R. C.*; 後神 達郎*; et al.

Physical Review B, 88(8), p.081203_1 - 081203_5, 2013/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.081203
 被引用回数：77 パーセンタイル：91.56(Materials Science, Multidisciplinary)

We report the discovery of a diluted magnetic semiconductor, Li(Zn,Mn)P, in which charge and spin are introduced independently via lithium off-stoichiometry and the isovalent substitution of Mn$$^{2+}$$ for Zn$$^{2+}$$, respectively. Isostructural to (Ga,Mn)As, Li(Zn,Mn)P was found to be a ${it p}$-type ferromagnetic semiconductor with excess lithium providing charge doping. First-principles calculations indicate that excess Li is favored to partially occupy the Zn site, leading to hole doping. Ferromagnetism with Curie temperature up to 34 K is achieved while the system still shows semiconducting transport behavior.

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