時間反転対称性の破れによる電気双極子モーメントの研究

本研究では(ⅰ)重い質量数領域の原子核構造の解析、及び(ⅱ)シッフモーメントの計算を行った。(ⅰ)原子核構造の解析:本研究の目的は殻模型を用いた解析がほとんど行われていない質量数220領域の原子核(Pb, Bi, Po, At, Rn, Fr isotopes)において、殻模型を用いそれらの系統的な性質と個々の原子核の構造を明らかにすることである。研究の結果、比較的実験を再現しやすい偶々核のみならず、実験を再現しづらい奇核および奇奇核についても同一のフレームワークで実験を再現することに成功した。また解析の結果、殻模型計算はある状態について磁気モーメントの実験値を再現するのに対し、四重極モーメントの実験値を再現しないことがあることを発見した。これは軌道ごとに有効電荷が大きく異なるが、その影響が計算では考慮されていない為に起こると考える。(ⅱ)シッフモーメントの計算:時間反転対称性が破れていると基本粒子は電気双極子モーメントと呼ばれる物理量を持つ。中性反磁性原子の電気双極子モーメントは、原子核のシッフモーメントと呼ばれるモーメントにより生じる。原子核のシッフモーメントは少数の原子核に対して計算がなされているが、それらのほとんどは平均場近似を用いて計算されている。以上の背景を踏まえ、本研究の目的は原子核のシッフモーメントを、平均場を超える模型である殻模型を用い評価することである。本年度は現在実験が精力的に行われている反磁性原子の一つである199Hgについて計算を行った。シッフモーメントを原子核の各軌道の成分ごとに分解した結果、バレンス粒子の励起の寄与が大きいことが分かった。これは199Hgでは模型空間内にいるバレンス粒子の数が多い為だと考えられる。また少数の特定の軌道の成分が特に大きく、シッフモーメントの値はこれらの少数の軌道の成分によりほとんど決められていることが分かった。

本研究では(ⅰ)重い質量数領域の原子核構造の解析、及び(ⅱ)シッフモーメントの計算を行った。(ⅰ)原子核構造の解析:本研究の目的は殻模型を用いた解析がほとんど行われていない質量数220領域の原子核(Pb, Bi, Po, At, Rn, Fr isotopes)において、殻模型を用いそれらの系統的な性質と個々の原子核の構造を明らかにすることである。研究の結果、比較的実験を再現しやすい偶々核のみならず、実験を再現しづらい奇核および奇奇核についても同一のフレームワークで実験を再現することに成功した。また解析の結果、殻模型計算はある状態について磁気モーメントの実験値を再現するのに対し、四重極モーメントの実験値を再現しないことがあることを発見した。これは軌道ごとに有効電荷が大きく異なるが、その影響が計算では考慮されていない為に起こると考える。(ⅱ)シッフモーメントの計算:時間反転対称性が破れていると基本粒子は電気双極子モーメントと呼ばれる物理量を持つ。中性反磁性原子の電気双極子モーメントは、原子核のシッフモーメントと呼ばれるモーメントにより生じる。原子核のシッフモーメントは少数の原子核に対して計算がなされているが、それらのほとんどは平均場近似を用いて計算されている。以上の背景を踏まえ、本研究の目的は原子核のシッフモーメントを、平均場を超える模型である殻模型を用い評価することである。本年度は現在実験が精力的に行われている反磁性原子の一つである199Hgについて計算を行った。シッフモーメントを原子核の各軌道の成分ごとに分解した結果、バレンス粒子の励起の寄与が大きいことが分かった。これは199Hgでは模型空間内にいるバレンス粒子の数が多い為だと考えられる。また少数の特定の軌道の成分が特に大きく、シッフモーメントの値はこれらの少数の軌道の成分によりほとんど決められていることが分かった。