重い原子核構造の精密計算による二重ベータ崩壊半減期の理論予測

点击翻译按钮获取中文摘要

ニュートリノを放出しない原子核の二重ベータ崩壊は，崩壊が起こり半減期が得られると，ニュートリノの基本的性質が明らかになると同時に，素粒子の標準模型を超えた新しい物理への道を開くものとして期待されている。近年，二重ベータ崩壊の半減期の探索実験が盛んに行われているが，幾つかの核種に対して上限値が得られているに過ぎない。また理論においては，原子核殻模型，乱雑位相近似，相互作用するボソン模型等により核行列要素の計算が行われてきたが，模型の違いにより互いの結果が一致していない状況であった。本研究の成果は，ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊が生じるモリブデン100原子核の精密な波動関数を得るため，質量数100領域のジルコニウム，ルテニウム原子核に対して殻模型計算を行い，原子核の励起メカニズムを明らかにしたことにある。この領域の核子間に働く相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため，本研究では現象論的な有効相互作用を用いた。また，中性子陽子間の相互作用には，これまで取り入れてこなかった多重極相互作用を導入して数値解析を実行し，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した。また本研究では，生成座標法により質量数130領域のキセノン，バリウム原子核の数値解析を実行した。計算で得られた波動関数を解析することにより，原子核の軸対称変形の効果を取り入れることでイラストバンドを再現できること，三軸非対称変形の効果を取り入れなければガンマバンドを再現できないことを確認した。その他の成果として，質量数130領域，および質量数190領域の原子核について，核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシッフモーメントを計算し，中性原子の電気双極子モーメントの評価を行った。