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= 82, 81 nuclei by shell-model calculations清水 則孝*; 富樫 智章*; 宇都野 穣
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(3), p.033D01_1 - 033D01_15, 2021/03
被引用回数：4 パーセンタイル：49.47(Physics, Multidisciplinary)中性子数が82および81の中性子過剰核はr過程による元素合成で生成されるため、そのベータ崩壊の半減期は元素合成過程を理解する上で重要である。この研究では、中性子数82,81の中性子過剰核のうち、陽子数49から42までのものに対するガモフテラー遷移強度分布を大規模殻模型計算によって系統的に計算した。計算で得られた半減期のうち、測定されているものに対しては、2倍以下の範囲内で実験値を再現することに成功した。陽子数に対するガモフテラー遷移強度分布の系統性を調べたところ、半減期に重要な低励起状態への強度が陽子数を減らすとともに増大することがわかった。特に、陽子数が40まで減ると、その低励起状態への遷移強度は著しく強くなり、超許容ガモフテラー遷移と呼ぶべき遷移強度になることがわかった。そのメカニズムについて、超許容ガモフテラー遷移が実験的に知られている
Snとの対比から議論した。
shell; Lifetime measurements in 
ZnQueiser, M.*; Vogt, A.*; Seidlitz, M.*; Reiter, P.*; 富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*; Petkov, P.*; et al.
Physical Review C, 96(4), p.044313_1 - 044313_13, 2017/10
被引用回数：5 パーセンタイル：41.41(Physics, Nuclear)ケルン大学のタンデム加速器にてZnの励起状態を核融合反応および核子移行反応によって生成し、そのいくつかの脱励起
線を放出する寿命を測定した。そこから電磁遷移強度を得た。殻内の配位が主である負パリティ状態間の遷移に加え、殻から
殻へ中性子が励起した配位をもつ正パリティ間の
遷移強度を得ることにも成功した。これらの正パリティ状態は、以前はオブレート変形しているとも考えられていたが、実験で得られた遷移強度を大規模殻模型計算の結果と比較することによって、プロレート変形を持つことが明らかとなった。
清水 則孝*; 阿部 喬*; 本間 道雄*; 大塚 孝治*; 富樫 智章*; 角田 佑介*; 宇都野 穣; 吉田 亨*
Physica Scripta, 92(6), p.063001_1 - 063001_19, 2017/06
被引用回数：27 パーセンタイル：81.43(Physics, Multidisciplinary)モンテカルロ殻模型の手法およびその応用について概説する。モンテカルロ殻模型は、効率的に多体基底を生成することによって、従来の直接対角化では計算不可能だった物理系に対する殻模型計算を目指した手法である。このレビュー論文では、モンテカルロ殻模型のここ10年以内の発展をまとめた。手法面では、エネルギー分散を用いた外挿による厳密解の推定法や共役勾配法の導入による効率的な基底生成など、数値計算面では、より効率的な並列化や計算機の実効性能を高める数値計算アルゴリズムなどについて概説する。最近の応用としては、非常に大きな模型空間が必要な第一原理計算および中性子過剰なニッケル領域とジルコニウム領域の計算結果を紹介する。後者の中性子過剰核領域では、変形共存に興味が集まっているが、モンテカルロ殻模型では、変形の分布を解析するT-plotと呼ぶ新しい手法を開発することによって、これらの原子核の変形を直感的に理解することが可能となった。この手法は、軽い原子核のクラスター状態を調べるのにも有用である。
ZrPaul, N.*; Corsi, A.*; Obertelli, A.*; Doornenbal, P.*; Authelet, G.*; 馬場 秀忠*; Bally, B.*; Bender, M.*; Calvet, D.*; Ch
teau, F.*; et al.
Physical Review Letters, 118(3), p.032501_1 - 032501_7, 2017/01
被引用回数：43 パーセンタイル：88.64(Physics, Multidisciplinary)The first measurement of rays emitted by the very neutron rich nuclei 
Mo (Z=42) and Zr (Z=40) was carried out at the RIBF facility at RIKEN. These data shine light on the postulated N=70 harmonic oscillator shell. If the spin-orbit splitting which gives rise to the N=82 shell gap is reduced in very neutron-rich nuclei, the harmonic oscillator gap at N=70 should open instead. However, both the measured energy of the first excited state Mo and Zr, respectively 235(7) keV and 185(11) keV, and their E(4
)/E(2) ratio, indicate that these nuclei are good rotors, and exclude the shell stabilization scenario at Z=40 and N=70. These results were compared to state-of-the-art density functional theoretical calculations using Gogny and Skyrme effective interactions.
宇都野 穣; 大塚 孝治*; 清水 則孝*; 角田 佑介*; 本間 道雄*; 阿部 喬*; 水崎 高浩*; 富樫 智章*; Brown, B. A.*
Proceedings of International Conference on Nuclear Theory in the Supercomputing Era 2014 (NTSE 2014), p.29 - 34, 2016/00
スーパーコンピュータを用いた大規模数値計算による原子核理論研究の進展を議論する本国際会議において、大規模殻模型計算の発展に関する招待講演を行う。現在、非常に軽い核では生の核力に基づく第一原理計算が行われているが、質量数20程度以上の核に対して第一原理計算を行うのは当面の間困難である。そこで、質量数100程度までの中重核構造は、殻模型が有力な手法である。殻模型計算を行うには、有効相互作用が必要となるが、未だにそれを正確に得ることは難しく、特に殻構造に関わる部分に大きな不定性が残されている。本講演では、発表者らによって提唱された統一的に殻構造を記述する有効相互作用によって、様々な領域の不安定核構造が非常によく理解されるようになったことを示す。その例として、軽い核から中重核までの魔法数領域、カルシウム、ニッケル、スズ同位体を採り上げ、中心力とテンソル力による殻構造変化およびそれに伴う変形共存現象などについてのいくつかの話題を紹介する。
宇都野 穣; 大塚 孝治*; 角田 佑介*; 清水 則孝*; 本間 道雄*; 富樫 智章*; 水崎 高浩*
JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.010007_1 - 010007_8, 2015/06
不安定核物理のフラッグシップ国際会議ARIS2014にて、不安定核における殻構造変化に関する最近の知見についての招待講演を行う。特に、有効相互作用による殻構造変化が最近の実験および理論研究によってどう明らかになったかについて議論する。まず、最近測定された、カリウム51の基底状態スピンから、従来あまり重要視されてこなかった中心力の重要性を強調する。その結果、中心力とテンソル力が協調的に働く軌道に関しては特に大きな殻構造変化が生じることを示し、2013年発見されたカルシウム54における新魔法数34の出現はそこから理解されることを説明する。さらに、カルシウムよりも陽子数が減っても魔法数34は保たれるという予言を示す。中性子数28魔法数の消滅もやはり中心力が重要であり、その結果、硫黄44にて球形起源および変形起源の軌道が近くに現れ、Kアイソマーに類する現象が起こることを示す。
富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*
Physical Review C, 91(2), p.024320_1 - 024320_12, 2015/02
被引用回数：25 パーセンタイル：82.61(Physics, Nuclear)中性子数が31から35までの中性子過剰なクロムおよび鉄同位体における非自然パリティ高スピン状態に対する大規模殻模型計算を行った。これらのうち、中性子数が奇数の同位体では、
状態の励起エネルギーが中性子数に対して急激に下がってくるという興味深い現象が知られており、そのメカニズムに興味が持たれている。本研究では既存の有効相互作用の組み合わせに最小限の修正を施したものを用いて、非自然パリティ高スピン状態を系統的に計算した。その結果、
までの高スピン状態の励起エネルギーを非常によく再現することに成功した。この計算で得られた波動関数を解析し、変形を調べたところ、従来指摘されていたようなオブレート変形は見られず、基本的にはプロレート変形が支配していることがわかった。また、状態が急激に下がるのは、これまで考えられていたような中性子の
軌道の変化によるものではなく、中性子数が増大することによってフェルミ面が上昇するためであることがわかった。
富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 阿部 喬*; 大塚 孝治*
Procedia Computer Science, 29, p.1711 - 1721, 2014/06
被引用回数：1 パーセンタイル：30.04(Computer Science, Theory & Methods)核構造計算では、非直交なスレーター行列式間のハミルトン行列要素を数値計算する必要がしばしばあり、多くの場合、それは最も計算時間を要する部分となる。本論文では、GPGPU(GPUによる汎目的計算)を利用してこの数値計算を効率よく行うことが可能となったことを報告する。発表者らの以前の論文で、非直交なスレーター行列式間のハミルトン行列要素の計算は、行列積に帰着させることが可能であることが示された。この手法は浮動小数点計算の回数に対するメモリアクセスの比を大きくすることが可能なため、メインメモリへのアクセスがボトルネックとなるGPGPU計算にも有効である。モンテカルロ殻模型計算コードにGPGPU計算を実装し、計算速度を測定したところ、理論性能1.31TFLOPSのGPUに対し、最大0.6TFLOPSを超える実効性能を得ることができた。模型空間が大きいほど実効性能が高くなるため、大規模計算に対して特に有効である。
宇都野 穣; 清水 則孝*; 富樫 智章*; 大塚 孝治*; 鈴木 俊夫*; 本間 道雄*
no journal, ,
中性子過剰カルシウム同位体では、最近中性子数34の新魔法数が発見されるなど、その殻構造に大きな注目が集まっている。その励起準位は、フェルミ面付近の殻構造を強く反映したものであり、殻構造の変化(殻進化)に対して多くの情報を担っている。しかしながら、これらの励起準位の構造に関しては、準位の存在はわかっているものの、スピンパリティのような基本的性質すら明らかになっていない。本研究では、カリウム同位体からの第一禁止遷移確率を実験と殻模型計算とで比べることによって、これらの励起準位の構造に対してより進んだ理解を与えたことを報告する。例えば、
Caでは、フェルミ面が
軌道にあるが、その下の
軌道からの中性子励起をした状態を明らかにし、
Caでは、2つ見つかっている励起状態のうちのどちらが中性子数34の魔法数をまたいだ励起に対応するかを明らかにした。
decay in the 
region宇都野 穣; 吉田 聡太*; 清水 則孝*; 大塚 孝治*; 富樫 智章*; 本間 道雄*; 鈴木 俊夫*
no journal, ,
ベータ崩壊による中性子過剰核の半減期および遅発中性子放出確率は原子力と天体核物理において最も基本的となる核データであるが、実験的な情報は限られているため、信頼性の高い理論計算が求められている。殻模型計算は核子間の主要な相関を完全な形で取り入れているため、その要求に対する最適な理論手法といえる。この講演では、陽子数が13から19まで、中性子数が22から34までの中性子過剰核の半減期および遅発中性子放出確率を殻模型計算によって系統的に計算した結果を報告する。原子力機構の大型計算機を使ってこれらの値を系統的に計算して実験値と比較したところ、半減期については2倍以内、遅発中性子放出確率については測定誤差が大きいため正確な比較は困難であるが、実験値の傾向をよく再現することに成功した。ガモフテラー遷移の系統性を調べたところ、偶偶核から奇奇核への遷移には低励起状態にピグミー遷移とも呼べる特徴的な遷移が存在し、それが測定量に大きな影響を与えていることがわかった。ガモフテラー遷移のほかに、第一禁止遷移も計算し、カルシウム同位体の構造に対するより深い知見を与えた。
