不安定核の核構造および超新星爆発による元素合成機構の解明

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本研究の成果は、今まで理論的枠組みに進展がみられなかった中重核の奇奇核の研究に対して、新たな枠組みにより計算を行ったことにある。従来行われてきた奇奇核の研究は、ほとんどが半古典的な理論や現象論に基づいたものであったが、本研究で用いた核子対模型は、完全に核子からなる微視的な理論で、しかも相互作用の回転対称性、粒子数不変性を破らない理論である。従来行われてきた研究は、広い範囲にわたる偶偶核・奇核・奇奇核を同じ枠組みで取り扱うことが困難であったが、この理論により初めてそれが可能になった。研究代表者は核子対模型を用い、質量数130領域の奇奇核の数値解析を実行し、幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現することに成功した。さらに計算結果を解析し、この領域の多くの奇奇核にみられるダブレットバンドは、高スピン軌道にいる1個の中性子と1個の陽子が偶偶核のコアに「弱く結合」したことにより生じることを明らかにした。このような原子核の構造は今までに解明されてない、全く新しいものである。この領域の原子核では高スピン状態で、核子の単一粒子的な振る舞いによる角運動量の挟み運動が現れること知られている。研究代表者は核子対模型によりBa原子核にみられる角運動量の挟み運動の発現機構を研究した。適切な対相互作用と四重極相互作用を用いることにより、エネルギー準位、電磁遷移の実験値を再現した。さらに波動関数を調べたところ角運動量の挟み運動の発現機構が2個の中性子と2個の陽子により生じることを確認した。