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論文

Electromagnetic moments of the antimony isotopes $$^{112-133}$$Sb

Lechner, S.*; 宮城 宇志*; Xu, Z. Y.*; Bissell, M. L.*; Blaum, K.*; Cheal, B.*; Devlin, C. S.*; Garcia Ruiz, R. F.*; Ginges, J. S. M.*; Heylen, H.*; et al.

Physics Letters B, 847, p.138278_1 - 138278_9, 2023/12

不安定核を含むアンチモン同位体$$^{112-133}$$Sbの磁気モーメントと電気的四重極モーメントをレーザー分光を用いて測定した。現象論的な相互作用と有効演算子を用いた殻模型計算によって測定値をよく再現することができた。第一原理に基づいたVS-IMSRG法による殻模型計算では、磁気モーメントは現象論的な有効演算子を用いればよく実験値を再現するものの、電気的四重極モーメントについては有効電荷を用いても現象論的な相互作用を用いた計算ほどには実験値を再現することができなかった。

論文

Precise lifetime measurement of $$^4_Lambda$$H hypernucleus using in-flight $$^4$$He$$(K^-, pi^0)^4_Lambda$$H reaction

赤石 貴也; 橋本 直; 谷田 聖; 他35名*

Physics Letters B, 845, p.138128_1 - 138128_4, 2023/10

We present a new measurement of the $$^4_Lambda$$H hypernuclear lifetime using in-flight $$K^-$$ + $$^4$$He $$rightarrow$$ $$^4_Lambda$$H + $$pi^0$$ reaction at the J-PARC hadron facility. We demonstrate, for the first time, the effective selection of the hypernuclear bound state using only the $$gamma$$-ray energy decayed from $$pi^0$$. This opens the possibility for a systematic study of isospin partner hypernuclei through comparison with data from ($$K^-$$, $$pi^-$$) reaction. As the first application of this method, our result for the $$^4_Lambda$$H lifetime, $$tau(^4_Lambda mathrm{H}) = 206 pm 8 (mathrm{stat.}) pm 12 (mathrm{syst.}) mathrm{ps}$$, is one of the most precise measurements to date. We are also preparing to measure the lifetime of the hypertriton ($$^3_Lambda$$H) using the same setup in the near future.

論文

Level structures of $$^{56,58}$$Ca cast doubt on a doubly magic $$^{60}$$Ca

Chen, S.*; Browne, F.*; Doornenbal, P.*; Lee, J.*; Obertelli, A.*; 角田 佑介*; 大塚 孝治*; 茶園 亮樹*; Hagen, G.*; Holt, J. D.*; et al.

Physics Letters B, 843, p.138025_1 - 138025_7, 2023/08

$$^{57,59}$$Scからの1陽子ノックアウト反応を用いて、$$^{56}$$Caと$$^{58}$$Caのガンマ崩壊を観測した。$$^{56}$$Caでは1456(12)keVの$$gamma$$線遷移が、$$^{58}$$Caでは1115(34)keVの遷移が観測された。どちらの遷移も暫定的に$$2^{+}_{1} rightarrow 0^{+}_{gs}$$と割り当てられた。有効核子間相互作用をわずかに修正した広い模型空間での殻模型計算では、$$2^{+}_{1}$$準位エネルギー、2中性子分離エネルギー、反応断面積が実験とよく一致し、N=34閉殻の上に新しい殻が形成されていることを裏付けた。その構成要素である$$0_{f5/2}$$$$0_{g9/2}$$軌道はほぼ縮退しており、これは$$^{60}$$Caが二重魔法核である可能性を排除し、Ca同位体のドリップラインを$$^{70}$$Caあるいはそれ以上にまで広げる可能性がある。

論文

Intruder configurations in $$^{29}$$Ne at the transition into the island of inversion; Detailed structure study of $$^{28}$$Ne

Wang, H.*; 安田 昌弘*; 近藤 洋介*; 中村 隆司*; Tostevin, J. A.*; 緒方 一介*; 大塚 孝治*; Poves, A.*; 清水 則孝*; 吉田 数貴; et al.

Physics Letters B, 843, p.138038_1 - 138038_9, 2023/08

$$^{29}$$Neからの1中性子除去反応を用いて、$$^{28}$$Neの詳細な$$gamma$$線分光を行った。平行運動量分布の解析に基づき、$$^{28}$$Neの準位構造とスピンパリティを決定し、初めて負のパリティ状態を同定した。測定された断面積と運動量分布から、N=20とN=28のシェルギャップの消失の証拠となる有意なintruder p-wave強度が明らかになった。束縛状態については、弱いf-waveの可能性のある強度が観測された。いくつかの有効相互作用を用いた大規模殻模型計算では、実験的に観測された大きなp-wave強度と小さなf-wave強度は再現されず、Ne同位体に沿った反転の島への遷移の完全な理論的記述への挑戦が続いていることを示している。

論文

Dirac/Weyl-node-induced oscillating Casimir effect

中山 勝政*; 鈴木 渓

Physics Letters B, 843, p.138017_1 - 138017_7, 2023/08

カシミール効果は、有限サイズの空間内に閉じ込められた相対論的な量子場のゼロ点エネルギーによって誘起される量子現象である。真空中の光子場に起因するカシミール効果は古くから研究されており、理論的にも実験的にも一定の理解が得られているが、ディラック/ワイル半金属内部で実現している相対論的フェルミオン場に起因するカシミール効果の具体的な性質は未解決の問題である。本論文では、ディラック/ワイル半金属薄膜内部の相対論的電子場から生じるカシミール効果の典型的な性質を理論的に明らかにするため、Cd$$_3$$As$$_2$$やNa$$_3$$Biなどのディラック半金属を記述する具体的な有効ハミルトニアンを用いた解析結果を示す。特に、これらの物質では、準粒子の持つエネルギーと運動量の分散関係における「ディラック/ワイルノード」構造の存在に起因して特徴的な物理現象が生じることが多いが、本論文では、薄膜の厚さを変化させるにつれてカシミールエネルギーと呼ばれる物理量が振動する現象を予言した。このような振動現象は、半金属薄膜内部で正の圧力と負の圧力が交互に現れることを意味しており、何らかの熱力学量の膜厚依存性に寄与するため、実験的にも観測可能であることが期待される。

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:1 パーセンタイル:70.47(Astronomy & Astrophysics)

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

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

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 the decay of the 13/2$$^+$$ isomer in $$^{183}$$Hg and $$B$$(${it M}$2) systematics of neutron transitions across the nuclear chart

Huang, H.*; Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Liu, Z.*; Seweryniak, D.*; Li, Z. H.*; Guo, C. Y.*; Barzakh, A. E.*; Van Duppen, P.*; Andel, B.*; et al.

Physics Letters B, 833, p.137345_1 - 137345_8, 2022/10

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

The decay of the 13/2$$^+$$ isomeric state in $$^{183}$$Hg was observed for the first time following the $$alpha$$ decay of the 13/2$$^+$$ isomer in $$^{187}$$Pb produced in the $$^{142}$$Nd$$(^{50}$$Cr$$, 2p3n)$$ reaction. Using $$alpha$$-$$gamma$$ delayed coincidence measurements, the half-life of this isomer was measured to be 290(30) $$mu$$s. This isomer is proposed to deexcite by an unobserved low-energy $$M$$2 transition to the known 9/2$$^-$$ member of a strongly prolate-deformed 7/2$$^-$$[514] band, followed by a 105-keV $$M$$1 transition to the bandhead. A lower limit of B($$M$$2)$$geq$$0.018 W.u. was deduced for the unobserved transition. The presumed retardation is proposed to be due to the notable shape change between the initial, nearly spherical, and the final, strongly deformed, states. A similar scenario is also considered for the 13/2$$^+$$ isomer in $$^{181}$$Hg, suggesting both are cases of shape isomers. The B($$M$$2) systematics of neutron transitions across the nuclear chart is discussed.

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:78.01(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:54.36(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:10 パーセンタイル:97.68(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

A Relativistic quantum approach to neutrino and antineutrino emission via the direct Urca process in strongly magnetized neutron-star matter

丸山 智幸*; Baha Balantekin, A.*; Cheoun, M.-K.*; 梶野 敏貴*; 日下部 元彦*; Mathews, G. J.*

Physics Letters B, 824, p.136813_1 - 136813_8, 2022/01

We study neutrino and antineutrino emission from the direct Urca process in neutron-star matter in the presence of strong magnetic fields. We calculate the neutrino emissivity of the direct Urca process, whereby a neutron converts to a proton, an electron and an antineutrino, or a proton-electron pair converts to a neutron-neutrino pair. We solve exact wave functions for protons and electrons in the states described with Landau levels. We find that the direct Urca process can satisfy the kinematic constraints even in density regions where this process could not normally occur in the absence of a magnetic field.

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:4 パーセンタイル:72.68(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:5 パーセンタイル:66.58(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:48.27(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:1 パーセンタイル:19.67(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:66.58(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:29 パーセンタイル:98.89(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:3 パーセンタイル:48.27(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。

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