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論文

Elastic properties of nuclear pasta in a fully three-dimensional geometry

Xia, C.-J.*; 丸山 敏毅; 安武 伸俊*; 巽 敏隆*; Zhang, Y.-X.*

Physics Letters B, 839, p.137769_1 - 137769_5, 2023/04

 被引用回数:0

Realistic estimations on the elastic properties of neutron star matter are carried out with a large strain ($$varepsilon$$ $$_sim^{<}$$ 0.5) in the framework of relativistic-mean-field model with Thomas-Fermi approximation, where various crystalline configurations are considered in a fully three-dimensional geometry with reflection symmetry. Our calculation confirms the validity of assuming Coulomb crystals for the droplet phase above neutron drip density, which nonetheless does not work at large densities since the elastic constants are found to be decreasing after reaching their peaks. Similarly, the analytic formulae derived in the incompressible liquid-drop model give excellent description for the rod phase at small densities, which overestimates the elastic constants at larger densities. For slabs, due to the negligence on the variations of their thicknesses, the analytic formulae from liquid-drop model agree qualitatively but not quantitatively with our numerical estimations. By fitting to the numerical results, these analytic formulae are improved by introducing dampening factors. The impacts of nuclear symmetry energy are examined adopting two parameter sets, corresponding to the slope of symmetry energy L = 41.34 and 89.39 MeV. Even with the uncertainties caused by the anisotropy in polycrystallines, the elastic properties of neutron star matter obtained with L = 41.34 and 89.39 MeV are distinctively different, results in detectable differences in various neutron star activities.

論文

Large collectivity in $$^{29}$$Ne at the boundary of the island of inversion

Revel, A.*; Wu, J.*; 岩崎 弘典*; Ash, J.*; Bazin, D.*; Brown, B. A.*; Chen, J.*; Elder, R.*; Farris, P.*; Gade, A.*; et al.

Physics Letters B, 838, p.137704_1 - 137704_7, 2023/03

中性子数20近傍の中性子過剰核は、魔法数20が消滅して原子核が大きく変形していることが知られており、その魔法数が消滅する領域は逆転の島と呼ばれている。$$^{29}$$Neは中性子数19で逆転の島の境界線上に位置するとされてきたが、その変形度は不明だった。ミシガン州立大学の国立サイクロトロン研究所にて$$^{29}$$Neのクーロン励起反応実験を行った結果、931keVの励起状態への$$B(E2)$$値が163$$e^2$$fm$$^4$$と大きな値となり、大きく変形していることが確かめられた。この実験結果をよく使われているいくつかの殻模型計算と比較したところ、大きな$$B(E2)$$値は概ね再現するものの、励起エネルギーの一致は不十分であり、理論の改善が必要であるとわかった。

論文

Pole position of $$Lambda(1405)$$ measured in $$d(K^-,n)piSigma$$ reactions

相川 脩*; 橋本 直; 谷田 聖; 他73名*

Physics Letters B, 837, p.137637_1 - 137637_8, 2023/02

We measured a set of $$pi^pmSigma^mp$$, $$pi^0Sigma^0$$, and $$pi^-Sigma^0$$ invariant mass spectra below and above the $$bar{K}N$$ mass threshold in $$K^-$$-induced reactions on deuteron. We deduced the $$S$$-wave$$bar{K}NrightarrowpiSigma$$ and $$bar{K}Nrightarrowbar{K}N$$ scattering amplitudes in the isospin 0 channel in the framework of a $$bar{K}N$$ and $$piSigma$$ coupled channel. We find that a resonance pole corresponding to $$Lambda(1405)$$ is located at 1417.7$$^{+6.0}_{-7.4}$$(fitting errors)$$^{+1.1}_{-1.0}$$(systematic errors) + $$[-26.1^{+6.0}_{-7.9}$$(fitting errors)$$^{+1.7}_{-2.0}$$(systematic errors)]$$i$$ MeV/$$c^2$$, closer to the $$bar{K}N$$ mass threshold than the value determined by the Particle Data Group.

論文

First observation of a shape isomer and a low-lying strongly-coupled prolate band in neutron-deficient semi-magic $$^{187}$$Pb

Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Liu, Z.*; Seweryniak, D.*; Huang, H.*; Li, Z. H.*; Li, J. G.*; Guo, C. Y.*; 他34名*

Physics Letters B, 829, p.137129_1 - 137129_7, 2022/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:91.15(Astronomy & Astrophysics)

Prompt and delayed $$gamma$$-ray spectroscopy of the neutron-deficient, semi-magic isotope $$^{187}$$Pb has been performed at the Argonne Gas-Filled Analyzer. A new 5.15(15)-$$mu$$s isomeric state at only 308 keV above the spherical 3/2$$^{-}$$ ground state is identified and classified as a shape isomer. A strongly-coupled band is observed on top of the isomer, which is nearly identical to the one built on the prolate 7/2$$^{-}$$[514] Nilsson state in the isotone $$^{185}$$Hg. Based on this similarity and on the result of the potential-energy surface calculations, the new isomer in $$^{187}$$Pb is proposed to originate from the same configuration. The retarded character of the 308-keV transition can be well explained by the significant difference between the prolate parent and spherical daughter configurations, leading to the shape isomerism. The combined results of the present work and the previous $$alpha$$-decay and laser spectroscopy studies present evidence for triple shape coexistence at low energy in the negative-parity configurations of $$^{187}$$Pb, which is well reproduced by the potential-energy surface calculations.

論文

A First glimpse at the shell structure beyond $$^{54}$$Ca; Spectroscopy of $$^{55}$$K, $$^{55}$$Ca, and $$^{57}$$Ca

小岩井 拓真*; Wimmer, K.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Barbieri, C.*; Duguet, T.*; Holt, J. D.*; 宮城 宇志*; Navr$'a$til, P.*; 緒方 一介*; et al.

Physics Letters B, 827, p.136953_1 - 136953_7, 2022/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:83.91(Astronomy & Astrophysics)

中性子過剰核$$^{54}$$Caでは、新魔法数34が発見されて以来、その構造を知るために多くの実験がなされてきたが、それを超える中性子過剰核の情報は全く知られてこなかった。本論文では、理化学研究所RIBFにて$$^{55}$$K, $$^{55}$$Ca, $$^{57}$$Caの励起状態から脱励起するガンマ線を初めて観測した結果を報告した。それぞれ1つのガンマ線しか得られなかったものの、$$^{55}$$Kおよび$$^{55}$$Caのデータは、それぞれ、陽子の$$d_{3/2}$$$$s_{1/2}$$軌道間のエネルギー差、中性子の$$p_{1/2}$$$$f_{5/2}$$軌道間のエネルギー差を敏感に反映し、両方とも最新の殻模型計算によって200keV程度の精度で再現できることがわかった。また、1粒子状態の程度を特徴づける分光学的因子を実験データと歪曲波インパルス近似による反応計算から求め、その値も殻模型計算の値と矛盾しないことがわかった。

論文

Doubly heavy tetraquark resonant states

Meng, Q.*; 原田 正康*; 肥山 詠美子; 保坂 淳; 岡 眞

Physics Letters B, 824, p.136800_1 - 136800_5, 2022/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:96.56(Astronomy & Astrophysics)

ダブルヘビーテトラクォークのスペクトルを計算した。

論文

Coexisting normal and intruder configurations in $$^{32}$$Mg

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; Poves, A.*; 清水 則孝*; Tostevin, J. A.*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; Bazin, D.*; et al.

Physics Letters B, 822, p.136682_1 - 136682_7, 2021/11

AA2021-0459.pdf:1.01MB

 被引用回数:2 パーセンタイル:51.44(Astronomy & Astrophysics)

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、中性子過剰核$$^{32}$$Mgの励起状態を$$^{33}$$Mgからの1中性子ノックアウト反応および$$^{34}$$Siからの2陽子ノックアウト反応によって生成し、そこからの脱励起ガンマ線をGRETINA検出器を用いて観測した。$$^{32}$$Mgは中性子魔法数20が消失していることが古くから知られている原子核であるが、10年ほど前に理論予想よりもはるかに低い励起エネルギーに$$0^+_2$$状態が出現することがわかり、その核構造は完全には解明されていない。この実験で得られた生成断面積を理論計算と比較したところ、$$0^+_2$$状態の位置を再現する最近の理論計算で予言される、励起エネルギー2MeV以下の大きな断面積は実験では得られず、$$0^+_2$$状態の位置を再現しない古い理論計算に近い断面積分布となることがわかった。この結果から、$$^{32}$$Mgの低い$$0^+_2$$状態の謎は未だに残されたままとなった。

論文

Transition probabilities in $$^{31}$$P and $$^{31}$$S; A Test for isospin symmetry

Tonev, D.*; De Angelis, G.*; Deloncle, I.*; Orlandi, R.; 他27名*

Physics Letters B, 821, p.136603_1 - 136603_6, 2021/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:51.44(Astronomy & Astrophysics)

The mirror nuclei $$^{31}$$P and $$^{31}$$S, produced via the $$^{20}$$Ne+$$^{12}$$C reaction at 33 MeV, were studied at Legnaro Laboratory using the EUCLIDES Si array coupled with the GASP Ge array. The observed B(E1) strengths of mirror E1 transitions, provide strong evidence for breaking of isospin symmetry in the A=31 mass region. The new finding are supported and explained by state-of-the-art beyond-mean-field calculations including 2- and 3-body forces. According to these findings, the breaking of isospin symmetry originate from violation of charge symmetry in the 2- and 3-body parts of the Coulomb potential.

論文

The Negative-parity spin-1/2 $$Lambda$$ baryon spectrum from lattice QCD and effective theory

Pavao, R.*; Gubler, P.; Fernandez-Soler, P.*; Nieves, J.*; 岡 眞; 高橋 徹*

Physics Letters B, 820, p.136473_1 - 136473_8, 2021/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:65.6(Astronomy & Astrophysics)

The spectrum of the negative-parity spin-1/2 $$Lambda$$ baryons is studied using lattice QCD and hadronic effective theory in a unitarized coupled-channel framework. A direct comparison between the two approaches is possible by considering the hadronic effective theory in a finite volume and with hadron masses and mesonic decay constants that correspond to the situation studied on the lattice. Comparing the energy level spectrum and $$SU(3)$$ flavor decompositions of the individual states, itis found that the lowest two states extracted from lattice QCD can be identified with one of the two $$Lambda$$(1405)-poles and the $$Lambda$$(1670) resonance. The quark mass dependences of these two lattice QCD levels are in good agreement with their effective theory counterparts.

論文

Survival probabilities of charmonia as a clue to measure transient magnetic fields

岩崎 幸生*; 慈道 大介*; 岡 眞; 鈴木 渓

Physics Letters B, 820, p.136498_1 - 136498_6, 2021/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Astronomy & Astrophysics)

本論文では、時間依存する空間一様磁場中でのS波チャーモニウムの時間発展を数値的に計算し、各固有状態が磁場の減衰後にどれだけ生き残るかを示す指標(残存確率)を見積もる。このような研究は、RHICやLHCなどで行われている相対論的重イオン衝突実験において瞬間的に生成される磁場の測定(特に、磁場の大きさや磁場の寿命の測定)に役立つことが期待される。本解析では、磁場中で起こる異なるスピン固有状態の混合効果や高軌道励起状態への遷移効果が含まれており、これらの効果は最終的な残存確率に影響を及ぼす。結果として、磁場の寿命が極端に短い場合でさえも残存確率の有意な変化が見られることや、残存確率が初期状態のスピン配位に依存することが判明した。このような残存確率は、スピンパートナー同士(スピン1重項とスピン3重項)の和をとることにより初期配位に依存しない量となり、この量は$$sigma B_0^2$$の関数($$sigma$$は磁場の寿命、$$B_0$$は磁場の最大値に対応するパラメータ)として表されることを示す。

論文

Effects of three-baryon forces on kaon condensation in hyperon-mixed matter

武藤 巧*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*

Physics Letters B, 820, p.136587_1 - 136587_6, 2021/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:51.44(Astronomy & Astrophysics)

相対論的平均場理論(RMF)の枠組みで$$sigma$$中間子場の非線形ポテンシャルを用いずに、バリオン間普遍3体斥力(UTBF、核子系ではTNRと略記)、及び核物質の飽和密度$$rho_0$$近傍で引力的に作用する核子3体力(TNA)を現象論的に導入し、対称核物質の飽和性と$$rho_0$$での非圧縮率、対称エネルギーの実験値を再現するように定めた。このような条件のもとでは、中性子物質のslope parameter $$L$$が高密度での状態方程式と強く関連していることが分かった。これを用いて(hyperon+$$K$$)相の状態方程式を求め、重い中性子星質量の観測と矛盾せずに、高密度星の内部構造を(hyperon+$$K$$)相を含むハドロン物質描像で説明できることを示した。

論文

Stable double-heavy tetraquarks; Spectrum and structure

Meng, Q.*; 肥山 詠美子*; 保坂 淳; 岡 眞; Gubler, P.; Can, K. U.*; 高橋 徹*; Zong, H. S.*

Physics Letters B, 814, p.136095_1 - 136095_6, 2021/03

 被引用回数:24 パーセンタイル:98.74(Astronomy & Astrophysics)

Bound states of double-heavy tetraquarks are studied in a constituent quark model. Two bound states are found for isospin and spin-parity $$I(J^P) = 0(1^+)$$ in the $$bbbar{u}bar{d}$$ channel. One is deeply bound and compact made of colored diquarks, while the other is shallow and extended as a $$BB^{ast}$$ molecule. The former agrees well with lattice QCD results. A systematic decrease in the binding energy is seen by replacing one of the heavy quarks to a lighter one. Altogether we find ten bound states. It is shown for the first time that hadrons with totally different natures emerge from a single Hamiltonian.

論文

First spectroscopic study of $$^{51}$$Ar by the ($$p$$,2$$p$$) reaction

Juh$'a$sz, M. M.*; Elekes, Z.*; Sohler, D.*; 宇都野 穣; 吉田 数貴; 大塚 孝治*; 緒方 一介*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; 馬場 秀忠*; et al.

Physics Letters B, 814, p.136108_1 - 136108_8, 2021/03

AA2020-0747.pdf:0.83MB

 被引用回数:2 パーセンタイル:51.44(Astronomy & Astrophysics)

($$p$$,$$2p$$)反応と$$gamma$$線分光を用いて$$^{51}$$Arの束縛状態と非束縛状態の核構造研究を行った。実験結果と殻模型計算を比較することで、2つの束縛状態と6つの非束縛状態を決定した。$$^{51}$$Arの束縛状態を生成する反応断面積が小さいことから、これは中性子数32, 34の顕著なsub-shell closureが存在している確かな証拠と解釈できる。

論文

Beta decay of the axially asymmetric ground state of $$^{192}$$Re

渡邉 寛*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; Andreyev, A. N.; 橋本 尚志*; Kondev, F. G.*; Lane, G. J.*; Litvinov, Yu. A.*; Liu, J. J.*; 宮武 宇也*; et al.

Physics Letters B, 814, p.136088_1 - 136088_6, 2021/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:30.79(Astronomy & Astrophysics)

The $$beta$$ decay of $$^{192}_{75}$$Re$$_{117}$$, which lies near the boundary between the regions of predicted prolate and oblate deformations, has been investigated using the KEK Isotope Separation System (KISS) in RIKEN Nishina Center. The ground state of $$^{192}$$Re has been assigned $$J^{pi}$$ = $$(0^{-})$$ based on the observed $$beta$$ feedings and deduced log$$ft$$ values towards the $$0^{+}$$ and $$2^{+}$$ states in $$^{192}$$Os, which is known as a typical $$gamma$$-soft nucleus. The shape transition from axial symmetry to axial asymmetry in the Re isotopes is discussed from the viewpoint of single-particle structure using the nuclear Skyrme-Hartree-Fock model.

論文

J/$$psi$$ near $$T_c$$

Song, T.*; Gubler, P.; Hong, J.*; Lee, S. H.*; 森田 健司*

Physics Letters B, 813, p.136065_1 - 136065_5, 2021/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:30.79(Astronomy & Astrophysics)

We calculate the mass shift and thermal decay width of the J/$$psi$$ near the QCD transition temperature $$T_c$$ by imposing two independent constraints on these variables that can be obtained first by solving the Schrodinger equation and second from the QCD sum rule approach. While the real part of the potential is determined by comparing the QCD sum rule result for charmonium and the D meson to that from the potential model result, the imaginary potential is taken to be proportional to the perturbative form multiplied by a constant factor, which in turn can be determined by applying the two independent constraints. The result shows that the binding energy and the thermal width becomes similar in magnitude at around T = 1.09 $$T_c$$, above which the sum rule analysis also becomes unstable, strongly suggesting that the J/$$psi$$ will melt slightly above $$T_c$$.

論文

Casimir effect for lattice fermions

石川 力*; 中山 勝政*; 鈴木 渓

Physics Letters B, 809, p.135713_1 - 135713_7, 2020/10

AA2020-0811.pdf:0.54MB

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.07(Astronomy & Astrophysics)

本論文では、相互作用のない格子フェルミオンにおけるカシミールエネルギーの定義を世界で初めて提案する。我々はこの定義を用いることで、空間方向に周期境界条件や半周期境界条件が課された1+1次元時空におけるナイーブ・フェルミオン,ウィルソン・フェルミオン,(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンに対するカシミール効果の性質を調べた。ナイーブ・フェルミオンにおいては、奇数個・偶数個の格子に対してカシミールエネルギーが交互に振動するという結果が得られた。ウィルソン・フェルミオンにおいては、格子サイズが$$N geq 3$$の領域で、連続理論のディラック粒子におけるカシミールエネルギーとよく一致する結果が得られた。この結果は、格子シミュレーションによってカシミール効果を測定する際に、ウィルソン・フェルミオンによる格子正則化を用いることで離散化誤差をよく制御できることを意味している。さらに、(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンはトポロジカル絶縁体の表面モードに対応しており、様々なモデルパラメータ依存性も調べた。これらの発見は、対応する格子構造を持つ物性系や、格子上の数値シミュレーションによっても検証されることが期待される。

論文

Population of a low-spin positive-parity band from high-spin intruder states in $$^{177}$$Au; The Two-state mixing effect

Venhart, M.*; Balogh, M.*; Herz$'a$$v{n}$, A.*; Wood, J. L.*; Ali, F. A.*; Joss, D. T.*; Andreyev, A. N.; Auranen, K.*; Carroll, R. J.*; Drummond, M. C.*; et al.

Physics Letters B, 806, p.135488_1 - 135488_6, 2020/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:70.65(Astronomy & Astrophysics)

The extremely neutron-deficient isotopes $$^{177,179}$$Au were studied by means of in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy. Specific tagging techniques, $$alpha$$-decay tagging in $$^{177}$$Au and isomer tagging in $$^{179}$$Au, were used for these studies. Feeding of positive-parity, nearly spherical states, which are associated with 2$$d_{3/2}$$ and 3$$s_{1/2}$$ proton-hole configurations, from the 1$$i_{13/2}$$ proton-intruder configuration was observed in $$^{177}$$Au. Such a decay path has no precedent in odd-Au isotopes and it is explained by the effect of mixing of wave functions of the initial state.

論文

The $$phi$$ meson with finite momentum in a dense medium

Kim, H.-J.*; Gubler, P.

Physics Letters B, 805, p.135412_1 - 135412_8, 2020/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:64.13(Astronomy & Astrophysics)

QCD和則を利用し、核物質における$$phi$$メソンの分散関係を調べる。敗れたLorentz対称性により、有限密度中ではベクター粒子のlongitudinal及びtransverseモードが異なる振る舞いを示しえる。次元6までの可能な演算子及びそのWilson係数をすべて用い、様々な密度及び運動量における$$phi$$メソンの分散関係を解析する。その結果、longitudinal及びtransverseモードが逆の振る舞いを示すことが分かった。実際、運動量1GeVでは、longitudinalモードでは質量が5MeVほど下り、transverseモードでは7MeVほど上がることが分かった。longitudinal及びtransverseモードを区別しない実験では、この現象が二つの分離されたピークとして観測される可能性がある。

論文

Restoration of the natural $$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$ energy splitting in odd-K isotopes towards $$N=40$$

Sun, Y. L.*; Obertelli, A.*; Doornenbal, P.*; Barbieri, C.*; 茶園 亮樹*; Duguet, T.*; Liu, H. N.*; Navr$'a$til, P.*; Nowacki, F.*; 緒方 一介*; et al.

Physics Letters B, 802, p.135215_1 - 135215_7, 2020/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:95.21(Astronomy & Astrophysics)

カリウムは陽子数が19であるため、その$$1/2^+_1$$, $$3/2^+_1$$状態はそれぞれ陽子の$$s_{1/2}$$, $$d_{3/2}$$軌道の空孔状態によって支配されている。その中性子数を$$N=20$$から増やすとこの2つの準位のエネルギー差$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$は大きく変化することが知られており、中性子過剰核における殻進化と呼ばれる現象のプロトタイプとなっている。これまで$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$$$N=30$$まで知られていたが、この研究では、理化学研究所RIビームファクトリーにて、カルシウム同位体からの陽子ノックアウト反応によって$$^{51,53}$$Kの励起状態を生成し、そこからの脱励起ガンマ線を測定することによって、$$N=32, 34$$における$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$を測定することに成功した。歪曲波インパルス近似計算と実験で得られた断面積の比較から、$$1/2^+_1$$, $$3/2^+_1$$状態は空孔状態によって支配されていることを確かめた。$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$の値は$$N=28$$で最小となり、そこから中性子数を増やすとともに増大することがわかった。これは、中心力とテンソル力による殻進化描像にしたがった振る舞いである。

論文

Shell evolution of $$N$$ = 40 isotones towards $$^{60}$$Ca; First spectroscopy of $$^{62}$$Ti

Cort$'e$s, M. L.*; Rodriguez, W.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Holt, J. D.*; Lenzi, S. M.*; Men$'e$ndez, J.*; Nowacki, F.*; 緒方 一介*; Poves, A.*; et al.

Physics Letters B, 800, p.135071_1 - 135071_7, 2020/01

 被引用回数:22 パーセンタイル:96.43(Astronomy & Astrophysics)

ガンマ線分光による$$N$$=40同調体である$$^{62}$$Tiの分光学研究を$$^{63}$$V($$p$$,$$2p$$)$$^{62}$$TiをRIBFで行った。今回初めて測定された$$2_1^+ rightarrow 0_{rm gs}^+$$$$4_1^+ rightarrow 2_1^+$$の遷移はTiの基底状態が変形していることを示唆した。これらのエネルギーは近傍核の$$^{64}$$Crや$$^{66}$$Feと比較して大きく、したがって四重極集団運動が小さくなっていることが示唆される。今回の結果は大規模殻模型計算によって良く再現される一方、第一原理計算や平均場模型では今回の結果は再現されなかった。

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