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永井 佑紀; 奥村 雅彦; 田中 章詞*
no journal, ,
モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本講演では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して 機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、ニューラルネットワークを用いた構築した有効模型を用いて自動的に決定するという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。
甲斐 健師; 石田 明*; 大島 永康*
no journal, ,
凝縮相に陽電子を照射した場合、電子と陽電子の束縛系であるポジトロニウム(Ps)が生成することがある。このPsを利用したボース・アインシュタイン凝縮(BEC)は、反物質の重力精密測定や消滅ガンマ線レーザー発生等、新しい物理学的な技術を開拓する可能性があるが、未だに実現されていない。そこで、凝縮相における陽電子減速シミュレーションにより、Ps生成の基礎解明を目指すと共に、Ps-BECが実現するための最適条件を解明することを目的とした研究に着手した。この目的を達成するため、先ずは電子の動力学モンテカルロコードを改良し、凝縮相に照射された陽電子バンチの減速シミュレーションに適用した。本講演では、陽電子バンチ(陽電子数:1万粒子)を水に照射した条件の試計算を紹介し、凝縮相における高密度陽電子輸送シミュレーションコード開発の現状、今後の展望について発表する。
甲斐 健師
no journal, ,
水の放射線分解・反応の実験的・理論的研究は、これまで数多くなされてきたが、物理過程と化学過程の整合性は未だ取れていない。そこで、放射線物理と化学の融合を目指した理論的研究に取り組んできた。その研究成果により、凝縮相特有の現象である分極効果を考慮することで、化学過程の実験結果と整合性のとれる放射線分解ダイナミクスシミュレーションが可能になりつつある。そこで、大学や研究機関の放射線物理・化学に精通した研究者と協力して、物理と化学の両観点から放射線作用について深く議論することを目的としたシンポジウムを企画し、日本物理学会へ提案し、これが採択された。本発表では、「最先端の物理的・化学的手法から探る凝縮相の放射線分解・反応ダイナミクス」というタイトルで、シンポジウムの趣旨説明を行い、水の放射線分解研究の最前線を紹介するとともに、放射線物理と化学が融合した研究の重要性について解説する。
横田 光史
no journal, ,
交換相互作用と双極子相互作用を含む2次元強磁性体において、ランダウ=リフシッツ方程式を数値的に解くことによって、模型におけるパラメータの値によって、様々なトポロジカル数を持つ多様な(準)安定な磁気バブルが現れることを示す。
岩崎 幸生; 鈴木 渓*
no journal, ,
強い磁場中の量子色力学(QCD)は、RHICやLHCで行われている相対論的重イオン衝突実験や強磁場中性子星(マグネター)の文脈とも関連して近年盛んに議論されている。そのような環境下におけるハドロンの性質の変化は、磁場中のQCDの理解を深めるうえでも、実験における磁場の観測手段を提案する意味でも重要な研究対象である。本講演では、クォーコニウム系を記述する有効場理論であるポテンシャル非相対論的QCDのラグランジアンに基づいて、強磁場中のP波クォーコニウムの輻射崩壊の異方性について議論する。真空中における本来の定式化では、真空中のクォーコニウム固有状態の波動関数を仮定するが、磁場中においてこれらの波動関数は混合するため、そのまま使うことはできない。本研究では、強磁場極限において現れる偏極した波動関数を新たしく導入することにより、強磁場中の輻射崩壊幅について主要項までの解析的な公式を導く。
Ga
O
のフォノンと結晶場藤田 全基*; 南部 雄亮*; 河村 聖子; 古府 麻衣子; 中島 健次; Urlich, C.*; Sushkov, O. P.*
no journal, ,
非磁性絶縁体TbGaOの熱伝導はフォノンが担っているため、この物質が示す熱ホール効果はフォノンホール効果と呼ばれる。その起源は、二重項を基底状態に持つTbイオンによるフォノンの共鳴散乱である。このことを示すため、非弾性中性子散乱を用いて、フォノンと結晶場励起の測定を行った。これらの励起スペクトルの磁場依存性について報告する。
吉本 政弘; 岡部 晃大; 原田 寛之; 金正 倫計
no journal, ,
炭素薄膜を用いた荷電変換ビーム入射方法は、J-PARC 3GeVシンクロトロンにおいて大強度陽子ビームを実現させるための重要な要素である。従来の多重入射法に比べてビーム損失の少ない荷電変換入射法は、一方で高エネルギービーム照射に伴う荷電変換炭素薄膜内での核反応により大量の二次粒子を生成・放出させる。この二次粒子が、荷電変換炭素薄膜の周辺に非常に強い残留線量を発生させる原因であると、実験及びシミュレーションは強く示唆している。そこで、さらなる安定運転を達成するために、炭素薄膜からの二次粒子を直接計測し、かつ放射化への影響を調べるための測定系を入射ビームライン途中にあるビーム調整用の100度ダンプラインに構築した。この系は炭素薄膜導入装置と放射線計測のための真空容器からなる単純な構造をしており、周辺に余計な磁場や放射線を発生させるものはないようにした。二次粒子は陽子, 中性子, 
線等複数の粒子が生成放出されるため、直接計測にはこれらの粒子を弁別することが重要な課題となる。そこで薄型プラスチックシンチレータとスチルベンシンチレータを組合わせた二次粒子検出器を考案し用いた。本発表では、線源を用いた二次粒子弁別測定の結果について詳細に報告する。
林 直樹; 畠山 衆一郎; 吉本 政弘
no journal, ,
J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)は、設計定格1MWの大強度加速器であり、段階的にビームの大強度化の試験を実施してきた。ビーム強度を測定するモニタは、基本的なものであり、RCSは2つの異なる方式で測定するモニタ(DCCT, SCT)を備えている。RCSは、既に2015年初頭には、繰り返しを落とした1ショットでは、1MW相当のビーム強度を達成しており、その際、2種類のビームモニタどちらにも問題はなかった。しかし、2018年7月に、短時間ではあるが25Hzの1MW連続運転を行ったところ、ビーム強度測定モニタの1台(SCT)が正常に動作していないことが分かった。さらに、もう一台のモニタ(DCCT)も、1ショット、1.2MW相当のビーム強度で回路の飽和を示した。ただし、1ショットであれば、1.2MW相当でもSCTは、問題なく動作した。今後の本格的な1MW連続運転のためには、これらビーム強度モニタの問題を解決する必要がある。本講演では、特にSCTについて、700kW連続運転まで運転データ、テストパルスを使った試験のデータを使った問題の再現データを紹介する。さらに、回路シミュレーションによる事象再現の試み、今後の対策について発表する。
川北 至信; 菊地 龍弥*
no journal, ,
ビスマスやアンチモンなど、固体のパイエルス歪構造に基づく層状構造が液体中にも残存しているのではないかと指摘されている単原子多価金属がある。こうした構造では、層内の比較的強い相関と層間の弱い相関が入り混じった複雑な局所構造を有する。層内の第一近接, 第二近接, 層間の第一近接, 第二近接など多くの分布が重なり合って局所構造を形成するため、静的構造の解析だけでは、それらを分離することは難しく、したがって、層状構造のモデルを確証づけることはなかなかできない。こうした際に、構造緩和という時間軸を付け加えると、層内と層間を緩和時間の違いから見分けることができる。我々は、中性子散乱スペクトル, 正則化法を用いた新たな時空相関関数の導出方法を開発し、パイエルス歪構造が液体中に存在していることを説明した。
新郷 裕太*; 志垣 賢太*; 山本 風海; 青木 正治*; 長尾 大樹*
no journal, ,
荷電レプトン・フレーバ保存則を破る反応(CLFV)の一つであるミュオン電子転換過程は、標準理論を超えた多くの理論でその存在が自然と考えられている。DeeMe実験は、上記ミュオン電子転換過程の探索を目的として計画が進められている。DeeMe実験ではJ-PARC RCSとMLF内のミュオンターゲットを使用し、陽子ビームが直接生成するミュオンが転換した電子を検出する。このためDeeMe実験では、陽子ビームのバンチが取り出されたのちに遅発の陽子(以後、Delayed protonと呼ぶ)が一つでもターゲットに入射すると、それがバックグラウンド(背景事象)を生成する。陽子ビームのバンチは設計上最大8.3
10
個の陽子で構成されており、Delayed proton測定のためにはそのような大量の陽子通過後にたった一つの陽子を測定する必要がある。DeeMe実験のバックグラウンド評価に必要な微量のDelayed protonを検出するシステムを検討のため、まずRCSの出射スキームとDeeMeの要求を確認し、どのような粒子がDelayed protonとなりうるか評価した。その後、そのようなDelayed protonを測定する手法を考案し検出効率を評価した。また実際に検出器を設置した結果、Delayed protonをDeeMe実験の要求精度で測定できることを確認した。
ビーム用バンチシェイプモニター北村 遼; 二ツ川 健太*; 林 直樹; 平野 耕一郎; 宮尾 智章*; 守屋 克洋; 根本 康雄*; 小栗 英知
no journal, ,
大強度陽子加速器施設J-PARCのリニアックでは、加速空洞間の縦方向ビームマッチング調整のためにバンチシェイプモニター(BSM)の開発、導入を進めている。既存BSMはビームをタングステンワイヤーに当てた際に生じる二次電子から縦方向のビーム情報を抽出している。しかしリニアック上流のRFQから出射された3MeV Hビームを測定する場合、タングステンワイヤーのビームに対する耐久性が問題となっていた。そこで、タングステンに代わるカーボンナノチューブ(CNT)ワイヤーを用いたBSM(CNT-BSM)の開発に着手した。だがCNTワイヤーを導入した場合、ワイヤーからの放電と放電時に放出された炭素等に起因する耐電圧の低下がCNT-BSM実現への課題であった。そのためベーキングなどによる真空対策を施すことにより、CNTワイヤーへ定格電圧(-10kV)を印加することに成功した。現在ワイヤーから生じた熱電子を用いた試験によりタングステンワイヤーとCNTワイヤーでのBSM信号応答の比較検証を進めている。本講演では、CNT-BSMの概要と最新の開発状況及び将来展望について報告する。
藤森 伸一
no journal, ,
U系超伝導体における超伝導のトポロジーを理解するためには、超伝導転移前のフェルミ面やバンド構造の知見が必要であるが、角度分解光電子分光(ARPES)はバンド構造とフェルミ面の両者を実験的に明らかにすることができるため、フェルミ面やバンド構造の理解を通じて、その超伝導を理解する上でも重要な役割を果たすことができる。これまで我々はバルク敏感線の高い軟X線放射光ARPESをウラン化合物に対して適用を行って、その3次元電子構造を明らかにしてきた。これらの化合物においては、低い結晶対称性や電子構造の3次元性に起因して非常に複雑なバンド構造やフェルミ面を持つことが期待されるが、実際にARPESスペクトルは非常に複雑な構造を持っている。特に分散が小さく、U 5f電子の寄与が強いバンドがフェルミ順位近傍に存在しており、実験的にフェルミ面の形状を導出することは困難である一方で、スペクトルをU 5f電子を遍歴として取り扱ったバンド計算によるバンド分散と比較すると、一定の対応関係が存在していることが理解できる。特にURhGeおよびUCoGeの結果については、バンド計算でU 5fバンドが予想される部分において強いARPES強度が観測されており、これらの化合物では、バンド計算によってその基本的な電子構造が説明可能であることを示唆している。講演では、特にシンポジウムで取り上げられるウラン化合物に着目してその電子状態について議論する。
RuO
の超伝導状態における自発磁化異方性髭本 亘; 岡澤 赳; 伊藤 孝; 網田 裕斗*; 吉田 良行*
no journal, ,
SrRuOでは超伝導状態において自発磁化が現れることが知られており、時間反転対称性の破れた超伝導の証拠と考えられている。我々はRuO面と自発磁化の関係を検証することを目的に、ミュオンスピン緩和法による自発磁化の異方性について測定を行っている。講演では3つの方向で見られる磁場の大きさについて報告し、その異方性から自発磁化の起源について議論する。
井戸村 泰宏; Obrejan, K.; 朝比 祐一*; 松岡 清吉*
no journal, ,
準局所的full-fジャイロ運動論シミュレーションによる低コストな実験解析に向けて、ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dを従来の円筒座標系から磁束座標系に拡張した。この拡張にあたり、磁気軸付近で座標系を修正して磁気軸をまたぐ境界条件を設計するとともに、座標系を最外殻磁気面の外側にも拡張した。また、運動論的電子モデルも拡張し、ポロイダル非対称な対流セルの取扱いを可能とした。
吉田 数貴; 谷口 億宇*; 千葉 陽平*; 木村 真明*; 延与 佳子*; 緒方 一介*
no journal, ,
本講演では、アルファノックアウト反応断面積によるクラスター状態の探索について発表する。特に
Ne, 
Tiを対象とし、それらのクラスター構造は反対称化分子動力学法(AMD)を用い、微視的に記述する。また、ノックアウト反応理論としては歪曲波インパルス近似を用い、既存の実験データとの比較を行う。
PtIn
のNMR研究II神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; Kratoch
lov
, M.*; Uhlirova, K.*; Custers, J.*
no journal, ,
CePtInのIn-NQRを測定した。4つの異なるInサイトのうち少なくとも2つのサイトを同定した。スピン格子緩和時間の温度依存を議論する。前回に比べて、今回は反強磁性転移付近の物性を議論する。
神戸 振作
no journal, ,
Sm及びEu化合物の多くは、それぞれの元素が3価と2価の状態をとる磁性体であるが、圧力や結晶系により、それぞれ2価, 3価への価数転移、あるいは価数揺動, 中間価数状態等が実現することが知られている。一方、両希土類金属は蒸気圧が高く単結晶育成は難しいことから、詳細な研究は一部の化合物に限られてきた。しかし、最近、純良な単結晶育成が可能になり、物性研究が著しく進展している。最近に研究を概観する。
原田 寛之
no journal, ,
近年、宇宙最高密度の巨大な原子核である「中性子星」に関する大きな発見があった。それは、2010年に発見された太陽の2倍の質量を持つ中性子星や、2017年に重力波にて観測された中性子星の合体などである。この中性子星内部の状態を地上で模擬する加速器を用いた実験研究が世界中で加熱している。我が国が誇る大強度陽子加速器施設J-PARCは、400MeV線形加速器、3GeVシンクロトロン(RCS)、50GeVシンクロトロン(MR)でMW級の大強度陽子ビームを生成・加速・供給を行い、ビーム標的照射後に生成された様々な2次粒子を用いた多目的実験複合施設である。そのJ-PARCにおいても、重イオン用の新たな入射器を建設し現存のRCSとMRを活用し、GeV級の重イオンビームの大強度生成と供給を検討した。RCSとMRは、世界最高強度の陽子ビーム(
個を超える粒子数)を加速・供給しており、重イオンビームに対しても世界最高強度を超える大強度出力(
個相当の粒子数)のポテンシャルを十分有する加速器であることが検討の結果、わかった。本講演では、現存のJ-PARCの陽子ビームの状況に加えて、重イオン用入射器の検討状況を報告する。
深谷 有喜; Feng, B.*; 福谷 克之; 松田 巌*
no journal, ,
2次元物質として注目されるシリセンの電子状態の変調には、水素終端が有効な手段だと考えられている。最近、Ag(111)基板上のシリセンにおいて、均一かつ広いドメインでの水素終端化が報告された。しかし、その原子配置の詳細はわかっていない。そこで我々は全反射高速陽電子回折を用いて、水素終端シリセンの原子配置を決定した。結果として、水素原子の吸着によりシリセン自体も大きく原子変位することがわかった。