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石川 貴嗣*; 保坂 淳; Gubler, P.; 佐甲 博之; 谷田 聖; 他33名*
Proceedings of Science (Internet), 500, p.225_1 - 225_5, 2026/01
We plan to measure cross sections for pion-induced phi-meson production on the proton at the high-intensity high-momentum secondary-particle beamline at J-PARC under the E95 physics program to study nucleon resonances and a possible hidden-strangeness pentaquark baryon in the phi-nucleon channel, which are expected to appear in the s-channel intermediate state of the reaction. The pentaquark baryon is a candidate for the origin of the unresolved bump that observed in the differential cross section at forward angles for photoproduction of phi mesons on the proton. We use several incident negative-pion momenta ranging from 1.6 to 2.4 GeV/c and detect positive and negative kaon pairs from the phi-meson decays utilizing the existing spectrometer with large acceptance. In this contribution, we will give a brief introduction of this E95 physics program.
藤井 大輔; 保坂 淳*; 岩中 章紘*; 酒井 忠勝*; 橘 基*
Proceedings of Science (Internet), 500, p.135_1 - 135_6, 2026/01
強結合QCD物質の理解は、その非摂動的性質のため依然として困難である。われわれは、クォーク質量が非零の二フレーバー・ハードウォール型ホログラフィック模型において、有限密度・零温度のQCDを研究する。高密度相は、一様アンサッツの下で古典的運動方程式を解くことで得る。バルク場と境界観測量を結び付けるため、ホログラフィック正則化を施して対応辞書を構築し、ハードウォールのカットオフにおけるIR境界項が本質的役割を果たすことを強調する。この枠組みで、バリオン数密度が大きくカイラル凝縮が強く抑制されたバリオン物質相を見出す。得られた解から状態方程式を導出し、中性子星の質量半径関係を計算すると、広いパラメータ領域で2太陽質量を超える星が実現し得ることが分かる。
藤井 大輔; 川口 眞実也*; 田中 満*
Proceedings of Science (Internet), 500, p.239_1 - 239_6, 2026/01
クォークやグルーオンがハドロンの中に閉じ込められる機構の解明は、QCDにおける最も基本的な課題である。この課題を解決するためには、クォーク凝縮やグルーオン凝縮と、それに伴う自発的対称性の破れのハドロン形成における役割を理解することが重要である。近年、陽子内部の応力分布が実験的に測定できるようになった。これは陽子に対するエネルギー運動量テンソルの行列要素を特徴付ける重力形状因子から抽出される。この応力分布は、クォークやグルーオンをハドロン内部に閉じ込める力そのものであり、応力分布の観点から上記の課題にアプローチする道が拓かれた。本トークでは、クォーク凝縮やグルーオン凝縮など、カイラル対称性やスケール対称性の破れを反映する現象が、核子内部の圧力分布にどのように寄与するかを調べた結果、これらの寄与が核子を安定化させるために不可欠であることを示す。
Shim, S.-I.*; 保坂 淳
Proceedings of Science (Internet), 500, p.010_1 - 010_6, 2026/01
反応によって
粒子の励起状態の生成を調べた結果を報告する。
渡邉 友章; 相澤 直人*; 千葉 豪*; 多田 健一; 山本 章夫*
Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering (M&C 2025) (Internet), p.288 - 297, 2025/04
現在、核燃料の核種組成を計算する燃焼計算では、燃焼ステップ毎に中性子輸送計算を行い中性子スペクトルの変化を考慮する手法が主流となっている。この手法は高精度である一方、中性子輸送計算の大きな計算コストが問題となる場合がある。そのため、固有直交分解(POD)と回帰モデルを用いた中性子スペクトル再構成に基づく高速な燃焼計算手法について検討した。本手法では、様々な入力パラメータに対する詳細燃焼計算により得られた多数の中性子束に対してPODによる次元削減を行い、低次元化した中性子束とパラメータを関係づける回帰モデルを構築する。この回帰モデルに計算対象である任意の入力パラメータを与えて中性子束を再構成し、燃焼計算を行う。本手法により、中性子輸送計算を行うことなく、入力条件に基づく中性子スペクトルの変化を考慮した燃焼計算を行うことができる。本手法をPWRのUO
燃料ピンセルモデルに適用した結果、詳細計算と比較して核種インベントリを数パーセント以内の差異で計算できることが分かった。また、検証の結果この計算誤差は回帰モデルの影響が支配的であったことから、回帰モデルの改善により精度が改善する見通しが得られた。
植木 太郎
Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering (M&C 2025) (Internet), p.2018 - 2027, 2025/04
燃料デブリ模擬体の画像解析は、複数要因の複雑さの存在を示唆している。すなわち、連続的に混合された乱雑な媒体に対する臨界解析手法は、込み入ったパワースペクトルを表現可能なランダム化された関数を必要とする。この要請への対処のため、振幅と位相の両方にランダム性が導入された乱雑化フーリエ級数(Randomized Fourier Series(RFS))という新しい関数を開発した。この関数は、任意形状のパワースペクトルを表現でき、乱雑な連続材料混合に対する、より現実的なモンテカルロ(MC)シミュレーションを実現する。RFS利用の例として、ローレンツ型パワースペクトルを用いて、燃料デブリの中性子実効増倍率(keff)の揺らぎに関して、低波数におけるスペクトル平坦化によるホワイトノイズ化の効果を調べた。MCシミュレーションには、連続エネルギーMCソルバーSolomonを使用し、燃料デブリ構成物質の質量偏差を軸として、keff揺らぎの結果をまとめた。
Yang-Mills theory in 
北澤 正清*; 藤井 大輔; 岩中 章紘*; 末永 大輝*
Proceedings of Science (Internet), 466, p.163_1 - 163_9, 2025/02
本研究では、二方向をコンパクト化した時空 上で定式化されたヤン・ミルズ理論の熱的性質と相構造を調べる。ユークリッド時空での格子数値シミュレーションと有効模型の両方を用い、異方的な空間体積条件のもとで解析を行う。格子上での応力テンソルは、グラディエントフロー法により定義されるエネルギー運動量テンソルを通じて評価される。その結果、自由スカラー理論とは対照的に、明確な圧力異方性はコンパクト化方向の長さが十分に短い場合にのみ現れることが分かった。これに基づき、コンパクト化方向に沿った2つのポリヤコフループを動的変数として取り入れた有効模型を構築し、格子上の熱力学量を再現するよう調整した。この模型の解析から、新たな一次相転移が存在し、それが臨界点で終端することが示された。特に、2つのポリヤコフループの相互作用がこの相転移の発現に重要な役割を果たしていると考えられる。
Catumba, G.*; 平口 敦基; Hou, G. W.-S.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 466, p.145_1 - 145_10, 2025/00
SU(2)ゲージ場を持つカストディアル2ヒッグス二重項模型を格子上で研究する。この模型は標準模型と同じ大域的対称性を持つが、ヒッグス場が追加されることでスカラースペクトルが拡大し、大域的対称性の自発的破れが発生する可能性が出てくる。カストディアル2ヒッグス二重項模型のスペクトルと走るゲージ結合定数を、カットオフが300から600GeVで標準模型での物理量が一定となる線上で研究した。結果として追加したBSMスカラー場の実現可能な質量の下限は、Wボソンの質量よりはるかに小さいことがわかった。そして、この研究で選択した4点相互作用の結合定数では、BSM状態の1つに対する推定された下限質量は約
0.2
で、カットオフに依存しないことがわかった。
富谷 昭夫*; 永井 佑紀
Proceedings of Science (Internet), 453, p.001_1 - 001_7, 2024/11
機械学習、ディープラーニングは、格子系の計算物理学を加速させてきた。対称性に対する同変性は、機械学習モデルによって記述される確率分布に強い帰納バイアスを課すため、物理系のシミュレーションには不可欠である。しかし、モデルに対称性を課すことは、自己学習モンテカルロ法(SLMC)において、時に低いアクセプト率を引き起こす。一方、GPTのようなトランスフォーマーで用いられるアテンション機構は、大きなモデルキャパシティを実現する。そこで、我々は、対称性に対する同変性を持ったアテンション機構をSLMCに導入する。我々のアーキテクチャを評価するために、2次元格子上のスピン-フェルミオンモデルに適用を行った。その結果、線形有効モデルを使ったSLMCのアクセプト率を改善し、アクセプト率のスケーリング則を観測した。
gauge fieldsCatumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.87_1 - 87_9, 2024/11
本研究では、ゲージ場と相互作用する一般的な2ヒッグスダブレット模型を格子ゲージ理論で議論する。秩序変数の代わりとしてゲージ不変の大域的観測量を計算することにより、この模型の相図を調べた。それぞれの相において、裸の結合定数の組み合わせや対称性の破れのパターンを変えて理論のスカラー粒子およびベクトルボソン粒子の質量の評価を行なった。またスケール設定と走るゲージ結合定数の決定は、ウィルソンフロウの計算によって行なった。
Catumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.362_1 - 362_7, 2024/11
本研究では、最近Sachdevらによって最適ドーピング付近の銅酸化物超伝導体の物理を説明するために提案された、随伴表現の4つのヒッグス場を持つ3次元SU(2)ゲージ理論を議論する。この理論の閉じ込め相は通常のフェルミ液体相に対応し、ヒッグス相は銅酸化物の擬ギャップ相に対応しており、我々はハイブリッドモンテカルロ法を用いて理論の相図を調査した。我々は、先行研究の平均場での計算に定性的に従う様々な相の存在を発見し、銅酸化物におけるそれらの役割について議論する。さらに、閉じ込め非閉じ込め相転移を調べるためにポリヤコフループの振る舞いを調べ、ヒッグス相が安定な非閉じ込め相を持つことを見いだした。
鳥居 建男*; 佐々木 美雪; 眞田 幸尚
Proceedings of 2023 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors (IEEE NSS MIC RTSD 2023) (Internet), P. 1, 2023/11
放射線イメージングは、放射線源の位置を特定する必要があるさまざまな分野で役立つ。特に放射線源が三次元的に分布し、位置が特定しにくい環境では、4
方向の放射線を検出できる小型のイメージングセンサーの開発は、作業の進行に大きな影響を与える。われわれはフラクタル形状の放射線検出器を開発した。開発した検出器は四面体放射線センサーのユニットで、16個のセンサーがシェルピンスキー四面体状に配置されており、センサー間の空間は重金属で満たされている。個々のセンサーの計数率により、放射線の入射方向を決定することができる。さらに、外部遮蔽がないため、ベータ線などの荷電粒子の分布も測定できる。われわれは
線と
線の入射方向に対するシェルピンスキー放射線検出器の応答を解析し、実験結果と比較して感度特性を調査した。
菅原 隆徳; 国枝 賢
Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering (M&C 2023) (Internet), 7 Pages, 2023/08
本研究は、核データライブラリをJENDL-4からJENDL-5に変えることによる核変換システムの核解析への影響を検討した。核変換システムとして、JAEAが検討している鉛ビスマス冷却型加速器駆動システム(ADS)と溶融塩塩化物ADSであるMARDSを対象とした。JAEA-ADSの解析では、JENDL-4からJENDL-5に変更することで、実効増倍率が189pcm増加した。様々な核種の改訂が影響していたが、例えば
Nに着目した場合、その弾性散乱断面積や弾性散乱微分断面積の改訂が大きな影響を与えていた。MARDSに関しては、
Clおよび
Clの断面積改訂が、実効増倍率の大きな違いの原因となっていた。例えば、天然の塩素組成を用いた場合、JENDL-5に変更することで3819pcm実効増倍率が増加した。本研究を通じて、核変換システムの解析結果は、核データライブラリの違いによって、未だに大きな違いが生じることを示した。
近藤 諒一; 長家 康展
Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering (M&C 2023) (Internet), 10 Pages, 2023/08
特異値分解で作成した数値的な基底関数を用いた関数展開タリー法を新たに提案する。従来では解析的な関数が用いられてきた。例えば、一次元分布に対してはルジャンドル多項式が用いられてきた。しかしながら、このような関数を用いると急峻で複雑な分布を再構成に必要な展開次数が大きくなり得る。少ない計算コストで高精度な計算を達成するためには、対象の分布を低次の展開でよく表現するような基底関数が望まれる。本研究では、特異値分解で得られたスナップショットデータから数値的な基底関数を作成する。本手法は、低次元化モデルに基づき、これを関数展開タリー法に適用したものである。計算結果から手法の適用性が示された。一方で、スナップショットデータの離散化などの課題が明らかとなった。
中山 勝政*; 鈴木 渓
Proceedings of Science (Internet), 430, p.379_1 - 379_9, 2023/04
本来のカシミール効果は連続時空上に存在する量子場から創発する物理現象であり、理論的にも信頼性の高い定式化が達成されているが、「格子」上に定義された空間(例えば、固体の結晶構造など)において、カシミール効果に相当する物理現象を定式化し、その性質を明らかにすることは重要なテーマである。本会議録では、格子上の様々な量子場に起因するカシミール効果の性質に関する近年の研究成果について報告する。まず、格子空間上のカシミールエネルギーを定義し、格子上のフェルミ粒子の一種であるウィルソン・フェルミオンによるカシミール効果が連続時空上のディラック粒子によるものと極めて似た性質となることを示す。さらに、Cd
As
やNaBiなどのディラック半金属を記述する有効ハミルトニアンを用いた解析により、この系のカシミールエネルギーが半金属薄膜の厚さの関数として振動することを示す。また、電子系に磁場をかけることで生じるランダウ量子化による影響や格子上の非相対論的量子場によるカシミール効果の性質についても報告する。
Rodriguez, D. C.; 小泉 光生; Rossi, F.; 高橋 時音
Proceedings of 2022 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room Temperature Semiconductor Detector Conference (2022 IEEE NSS MIC RTSD) (Internet), 3 Pages, 2022/12
Under the MEXT subsidy to improve nuclear security related activity, we present our latest analytical development of delayed gamma spectroscopic (DGS) analysis for nuclear safeguards. We show the latest results from the ISCN DGS Monte Carlo and comparisons with measured spectra. We highlight differences with other simulation codes, which highlights discrepancies in fission yields from nuclear data and our future direction to improve this for optimal safeguards measurements and reduced uncertainty. We will also summarize how the analysis will be applied with a new instrument designed for small samples for validation of the DGS technique, as well as how this can be applied to full assemblies and alternative fuel cycles.
Rossi, F.; 小泉 光生; Rodriguez, D. C.; 高橋 時音
Proceedings of 2022 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room Temperature Semiconductor Detector Conference (2022 IEEE NSS MIC RTSD) (Internet), 2 Pages, 2022/11
To address challenges in the safeguard field for the verification of mixed nuclear materials, the Japan Atomic Energy Agency is developing the Delayed Gamma-ray Spectroscopy non-destructive assay technique. Minimally, this technique requires an external source to induce fission in the sample and a gamma-ray detector to collect the high-energy gamma rays emitted from the decay of fission products. In the development of this technique, deuterium-deuterium neutron generators will replace 
Cf as the external neutron source. The emitted neutrons are then slowed down in the thermal energy range to enhance the delayed gamma-ray signature coming from the fissile nuclides in the sample. The fission product delayed gamma rays with energy above 3 MeV are then collected with a detector located away from the irradiation position to avoid neutron damage. The collected spectrum is then analyzed, and the peak ratios are used to verify the initial composition of the fissile nuclides. Further, source monitors are required to normalize for the source emission to estimate the fissile mass of the sample. In this work, we will first describe our latest development in designing a delayed gamma-ray spectrometer for small mixed nuclear material samples. We will present latest results obtained from activation experiment and neutron detector characterization. Finally, we will present the usage of a new transfer system designed, fabricated, and tested at the Japan Atomic Energy Agency laboratories. This work is supported by MEXT under the subsidy for the "promotion for strengthening nuclear security and the like". This work was done under the agreement between JAEA and EURATOM in the field of nuclear material safeguards research and development.
中村 龍也; 藤 健太郎; 小泉 智克; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 海老根 守澄; 坂佐井 馨
Proceedings of 2022 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room Temperature Semiconductor Detector Conference (2022 IEEE NSS MIC RTSD) (Internet), 2 Pages, 2022/11
J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたSENJU回折計用として、新たに薄型の位置敏感シンチレータ中性子検出器を開発した。本検出器は既設のオリジナル検出器と同等の有感面積(256256mm)とピクセル分解能(44mm)を保持しつつ、奥行きは12cm(オリジナルの40%)の薄型へと改良した。製作した6台の検出器はいずれも検出効率60%(2A)、計数均一性5-8%と良好な性能を示した。現在、これらの検出器はビームライン内の回折計に装填されており、数か月の安定動作が確認されている。
藤 健太郎; 中村 龍也; 坂佐井 馨; 山岸 秀志*
Proceedings of 2022 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room Temperature Semiconductor Detector Conference (2022 IEEE NSS MIC RTSD) (Internet), 3 Pages, 2022/11
飛行時間法を用いるパルス中性子散乱実験用のリアルタイムデータ表示,保存機器を開発した。開発したモジュールは二次元中性子検出器からの実験データ(二次元イメージ,一次元投影イメージ,TOFスペクトル,カウントデータ等)をリアルタイムで表示することができる。モジュールには標準モードと高速モードの2つの動作モードが備わっている。高速モードではモジュール内の動作を限定することで高速動作を実現しており、大強度の中性子測定においては有用な動作モードである。中性子検出器からの出力信号を模擬したテスト信号を用いて動作試験を行ったところ、通常モード,高速モードでそれぞれ1MHz, 1.6MHzの連続信号を計数損失なしで測定できることを確認した。
lattice QCD with chiral fermions青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; 金森 逸作*; 金児 隆志*; 中村 宜文*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓
Proceedings of Science (Internet), 396, p.332_1 - 332_7, 2022/07
高温QCDにおける軸性U(1)異常の振る舞いはQCDの相図を理解するために重要である。JLQCD Collaborationによる以前の研究では、ドメインウォール・フェルミオンや(再重み付け法によって得られる)オーバーラップ・フェルミオンのような動的なカイラルフェルミオンを用いて2フレーバーQCDの高温相のシミュレーションを行った。本研究では、このシミュレーションを2+1フレーバー動的クォークを含む系へと拡張する。ここで、アップ、ダウン、ストレンジクォークは物理点近傍の質量をとし、2+1フレーバーQCDの擬臨界温度近傍、あるいはやや高い温度でシミュレーションを行う。本講演では、このシミュレーションから得られたディラックスペクトル、トポロジカル感受率、軸性U(1)感受率、ハドロン相関関数の結果を報告する。
