CP対称性の破れを探る重い原子核の精密計算

原子の電気双極子モーメントは、標準模型を超えるCP対称性の破れに感度を持つ観測量である。中でも、ハドロンセクターでのCP対称性の破れは、陽子や中性子、原子核の電気双極子モーメントを生じるが、原子中では電子による遮蔽効果が働く。その結果、原子核内部でのCP対称性の破れは、原子核シッフモーメントを通じて生じた原子の電気双極子モーメントが観測可能な量となる。本研究では、原子核殻模型を用いて原子核シッフモーメントの精密計算を行う。昨年度は、キセノン129原子核の殻模型計算およびモンテカルロ殻模型計算を行い、磁気モーメントと原子核シッフモーメントとの間の強い相関を見出した。これは、キセノン129のシッフモーメントの大きな不定性が、基底状態と第一励起状態の混合に起因することを示している。キセノン129の磁気モーメントは高い精度で測定されていることから、これによりシッフモーメントの不定性を大きく抑制できることを示した。この成果は、Physics Letters Bに掲載された(https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.137897)。シッフモーメントは、原子核の八重極変形によって顕著に増幅することが期待されている。本研究では、モンテカルロ殻模型により八重極変形した原子核を記述し、シッフモーメントを精密に予言することを目指す。昨年度は、生成座標法を用いてキセノンおよびバリウムについての系統的な計算を行い、現象論的な有効相互作用の構築を進めている。現時点で、四重極変形状態については系統的に再現している。

原子の電気双極子モーメントは、標準模型を超えるCP対称性の破れに感度を持つ観測量である。中でも、ハドロンセクターでのCP対称性の破れは、陽子や中性子、原子核の電気双極子モーメントを生じるが、原子中では電子による遮蔽効果が働く。その結果、原子核内部でのCP対称性の破れは、原子核シッフモーメントを通じて生じた原子の電気双極子モーメントが観測可能な量となる。本研究では、原子核殻模型を用いて原子核シッフモーメントの精密計算を行う。昨年度は、キセノン129原子核の殻模型計算およびモンテカルロ殻模型計算を行い、磁気モーメントと原子核シッフモーメントとの間の強い相関を見出した。これは、キセノン129のシッフモーメントの大きな不定性が、基底状態と第一励起状態の混合に起因することを示している。キセノン129の磁気モーメントは高い精度で測定されていることから、これによりシッフモーメントの不定性を大きく抑制できることを示した。この成果は、Physics Letters Bに掲載された(https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.137897)。シッフモーメントは、原子核の八重極変形によって顕著に増幅することが期待されている。本研究では、モンテカルロ殻模型により八重極変形した原子核を記述し、シッフモーメントを精密に予言することを目指す。昨年度は、生成座標法を用いてキセノンおよびバリウムについての系統的な計算を行い、現象論的な有効相互作用の構築を進めている。現時点で、四重極変形状態については系統的に再現している。