Investigation of effects of the three-nucleon force in medium-mass nuclei

点击翻译按钮获取中文摘要

宇宙における物質進化の足跡を理解するためには原子核の性質の理解が不可欠である。原子核を構成する陽子/中性子に働く基本相互作用である核力は、３つ以上の核子があってはじめて働く3体力の存在により、定量的な理解が非常に困難であり、実験的な検証の難しい不安定核領域など未知の原子核の性質についての理論予測を困難なものとしている。本研究では、カイラル有効場の核力に基づいた核力を出発点に、第一原理計算やそれに基づく殻模型有効相互作用の導出などを駆使することで、３体力の中重核領域での効果、とくにαクラスター形成や中性子過剰核のドリップライン形成等に与える影響を解明することを目的としている。本年度はまず、自身の研究基盤構築のため、多体計算のインプットであるカイラル有効場理論に基づく核力の計算から、多体摂動論による原子核基底状態の計算、第一原理計算手法の一種であるIn-Medium Similarity Renormalization Group(IM-SRG)法や殻模型計算など、様々な計算手法をカバーする数値計算コード群、NuclearToolkit.jlの開発・GitHub上での公開とJulia言語のパッケージとしてリリースに加えて、論文として発表した。また、原子核系を記述する多体計算手法の多くは、計算量と精度がトレードオフとなり、「第一原理計算を繰り返し実施しながらサンプリングを行い核力の不定性を調べる」といったことは多くの場合非現実的となる。そんな中、主に、原子核の第一原理計算コミュニティ等で近年大きな注目を集めているのが、高精度かつ計算量を抑えた代理モデル(surrogate model)またはemulatorの構築である。本年度は、殻模型計算の厳密対角化で得られる幾つかのサンプル波動関数をもとに高精度な近似波動関数を構築する代理モデルの方法論を提唱し、論文として出版された。