Investigation of deformed nuclei at the bound-unbound border through breakup reactions

原子核の存在限界近傍では、変形した芯核に中性子が緩く束縛した原子核(変形ハロー核)が存在することが知られている。このような変形ハロー核の極限状態(束縛・非束縛の境界)での性質を探るときにポイントとなるのは、「変形」と「弱束縛」の効果を適切に理論に取り込むことである。令和4年度は、変形ハロー核の反応計算のインプットになる「芯核―標的核のポテンシャル」に焦点を絞って解析を行った。変形ハロー核の散乱では、芯核自体も不安定核であり、そのポテンシャルは理論的に構築するほかない。一方で、ここで構築した理論的なポテンシャルは、安定核散乱実験から予想される現象論的ポテンシャルとは形状が大きく異なっており、変形の解析で通常使われる巨視的模型をそのまま適用するのには疑問があった。そこで問題を切り分け、変形ハロー核の散乱の部分系である「芯核＋標的核」の反応に着目した。これは、理論的には単純な2体非弾性散乱問題に対応し、ポテンシャルを仮定しない微視的模型との比較が容易にできる。実際の解析では、典型的な変形核で密度分布もよく知られている炭素12を入射核とし、軽い標的核(炭素12)から重い標的核(鉛208)までの反応を様々な入射エネルギーの下で系統的に調査した。その結果、従来の巨視的模型は、変形の大きさ(変形度)を適切に取れば微視的模型の結果と系統的によく一致した。特に、高エネルギー領域で生じるポテンシャルの違いが、散乱計算を行った後の観測量にはほとんど表れないことを確認できた。この結果は、本来の目的である変形ハロー核の解析を加速させると期待できる。

原子核の存在限界近傍では、変形した芯核に中性子が緩く束縛した原子核(変形ハロー核)が存在することが知られている。このような変形ハロー核の極限状態(束縛・非束縛の境界)での性質を探るときにポイントとなるのは、「変形」と「弱束縛」の効果を適切に理論に取り込むことである。令和4年度は、変形ハロー核の反応計算のインプットになる「芯核―標的核のポテンシャル」に焦点を絞って解析を行った。変形ハロー核の散乱では、芯核自体も不安定核であり、そのポテンシャルは理論的に構築するほかない。一方で、ここで構築した理論的なポテンシャルは、安定核散乱実験から予想される現象論的ポテンシャルとは形状が大きく異なっており、変形の解析で通常使われる巨視的模型をそのまま適用するのには疑問があった。そこで問題を切り分け、変形ハロー核の散乱の部分系である「芯核＋標的核」の反応に着目した。これは、理論的には単純な2体非弾性散乱問題に対応し、ポテンシャルを仮定しない微視的模型との比較が容易にできる。実際の解析では、典型的な変形核で密度分布もよく知られている炭素12を入射核とし、軽い標的核(炭素12)から重い標的核(鉛208)までの反応を様々な入射エネルギーの下で系統的に調査した。その結果、従来の巨視的模型は、変形の大きさ(変形度)を適切に取れば微視的模型の結果と系統的によく一致した。特に、高エネルギー領域で生じるポテンシャルの違いが、散乱計算を行った後の観測量にはほとんど表れないことを確認できた。この結果は、本来の目的である変形ハロー核の解析を加速させると期待できる。