大型スーパーコンピュータを用いた大規模殻模型計算による中重核構造の研究

中重核の性質とその起源を解明するために、スーパーコンピュータを用いた大規模殻模型計算による研究を行った。安定核から不安定核まで幅広い領域の核種を統一的に扱うためには広い模型空間を用いる必要があり、ハミルトニアン行列の厳密対角化による殻模型計算を行うのは計算資源の面から困難であるが、モンテカルロ殻模型法を用いることで広い模型空間での大規模殻模型計算を可能にした。モンテカルロ殻模型法ではスレーター行列式で表される基底の線形結合として各状態の波動関数を表すため、個々の基底の変形度を用いることによって各状態の原子核形状の解析を行うことも可能となる。本年度はニッケル同位体および銅同位体に重点を置いて計算を行い、励起状態のエネルギーなどの物理量について実験をよく再現する結果が得られた。原子核形状の解析により、陽子数が魔法数28、中性子数が42であるニッケル70においてもニッケル68と同様に球形、オブレート変形、プロレート変形の3つの形状の変形共存が生じていることを理論的に予言した。ニッケル70,72,74,76の8+アイソマー状態の有無や、中性子過剰な銅の奇核の基底状態のスピンの変化と磁気双極子モーメントについて実験をよく再現する結果が得られた。計算結果に基づいて様々な実験グループとも積極的に共同研究を行っており、本年度にはニッケル68について実験グループと共著の論文が出版され、ニッケル70について実験グループと共著の論文が受理された。

中重核の性質とその起源を解明するために、スーパーコンピュータを用いた大規模殻模型計算による研究を行った。安定核から不安定核まで幅広い領域の核種を統一的に扱うためには広い模型空間を用いる必要があり、ハミルトニアン行列の厳密対角化による殻模型計算を行うのは計算資源の面から困難であるが、モンテカルロ殻模型法を用いることで広い模型空間での大規模殻模型計算を可能にした。モンテカルロ殻模型法ではスレーター行列式で表される基底の線形結合として各状態の波動関数を表すため、個々の基底の変形度を用いることによって各状態の原子核形状の解析を行うことも可能となる。本年度はニッケル同位体および銅同位体に重点を置いて計算を行い、励起状態のエネルギーなどの物理量について実験をよく再現する結果が得られた。原子核形状の解析により、陽子数が魔法数28、中性子数が42であるニッケル70においてもニッケル68と同様に球形、オブレート変形、プロレート変形の3つの形状の変形共存が生じていることを理論的に予言した。ニッケル70,72,74,76の8+アイソマー状態の有無や、中性子過剰な銅の奇核の基底状態のスピンの変化と磁気双極子モーメントについて実験をよく再現する結果が得られた。計算結果に基づいて様々な実験グループとも積極的に共同研究を行っており、本年度にはニッケル68について実験グループと共著の論文が出版され、ニッケル70について実験グループと共著の論文が受理された。