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少数粒子系における３体力

『バリオン間相互作用に基づく核物質の構造』 研究会 2009.06.25-27 ＠ 盛岡市 　つなぎ温泉. 少数粒子系における３体力. 　少数核子系の計算に用いられる 3 体力モデルの紹介、それらの問題点、今後の課題について. 法政大学　石川壮一 1. 　はじめに 2. 　３体力 3. 　少数核子系における 3 体力の効果 4. 　モデル３体力による解析 5. 　まとめ. １．　はじめに. 核子多体系としての原子核ハミルトニアン？. 2 体力の繰り返しとして、多体計算では取り込まれている. 原子核の伝統的描像 　非相対論的核子多体系 　ハミルトニアン

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少数粒子系における３体力

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Presentation Transcript

  1. 『バリオン間相互作用に基づく核物質の構造』 研究会 2009.06.25-27 ＠ 盛岡市　つなぎ温泉 少数粒子系における３体力 　少数核子系の計算に用いられる3体力モデルの紹介、それらの問題点、今後の課題について 法政大学　石川壮一 1.　はじめに 2.　３体力 3.　少数核子系における3体力の効果 4.　モデル３体力による解析 5.　まとめ

  2. １．　はじめに

  3. 核子多体系としての原子核ハミルトニアン？ 2体力の繰り返しとして、多体計算では取り込まれている • 原子核の伝統的描像　非相対論的核子多体系　ハミルトニアン • 現実的核子間ポテンシャル・モデル[QCD]、ボゾン交換、カイラル理論、... 実験データ　　　重陽子、核子－核子散乱、 p－核子現実的核力モデル (c2/datum ~ 1)　　　長距離：One Pion Exchange　　　引力（中間距離）と斥力（短距離）のバランス　　　複雑なスピン依存性 を用いた原子核の計算 　　　　　　（束縛状態、連続状態） 　　＊直接計算 　　＊間接計算（モデル空間と有効相互作用） 再現できないA(>2)核子系物理量の存在 off-energy-shell pN散乱 ３体力の必要性？ 2p交換型３体力 2p交換型３体力の主要項

  4. 核力と少数核子系計算 *c2/datum ~ 1

  5. ２．　３体力

  6. π π r, s 2p交換型３体力 (2pE-3NF) pN散乱振幅を用いる • ３体力の長距離成分Fujita -Miyazawa (1957)Tucson-Melbourne model (1979) Brazil model (1983), … • 主要項 pN散乱振幅

  7. π π r, s 係数{a,b,d}← (off-shell) pN　散乱振幅　← pN　散乱データ、 分散関係、PCAC、Effective Lagrangian Fitting parameter: cutoff mass 3H binding energy

  8. ３Ｈ結合エネルギー　vs. Λπ (2pE-3NF, 2pDE-3NF)

  9. Urbana 3NF / Illinois 3NF 斥力 • Urbana model (3H and NM) • Illinois model (17 levels for A<=8) 2pE-3NFのbD,dD項と同一 A2pPW⇔ b,4d in MeV

  10. カイラル摂動論

  11. まとめ（１） • 2pE-3NF:Tucson-Melbourne, Brazil（2pE-3NF part of N3LO）pN散乱振幅からの制限結果は、どのモデルも大差なし強い引力、形状因子による斥力効果が必要 • Urbana, Illinois:2pDE-3NF, 3p-ring-diagram, repulsion軽い核(A<=8)のレベルを再現するようにパラメータを決める。

  12. ３．少数核子系における3体力の効果 2pE-3NPの成功と失敗 (3、4、...)N系の束縛エネルギー、微分断面積の再現 3体散乱観測量

  13. A>3原子核のエネルギーにおける3体力効果 AV18 + IL2, A<=12 3H B.E. vs. 4He B.E.

  14. ND弾性散乱微分断面積 3MeV ２NF only ３NF included 65MeV TM’ 3NF Urbana IX 3NF 190MeV 135MeV Phys. Rev. C 63, 024007 (2001)

  15. Ayパズル nd Ay(q) for En = 5 – 30 MeV pd Ay(q) for Ep = 0.65 – 3 MeV

  16. pd T21(q) for Ep = 0.65 – 3 MeV

  17. Polarization observables in proton-deuteron breakup process NN (CDBonn, AV18, NijmI, II) NN + TM’(99)3NF AV18 + Urbana IX PRC 79, 054008 (2009), K. Sekiguchi et al.

  18. 2pE-3NPの成功と失敗 (3、4、...)N系の束縛エネルギー、微分断面積の再現但し、2pE-3NFの強い引力を打ち消す斥力効果が必要 弾性散乱の偏極量低エネルギー領域Ay　：　効果が小さいT21：　逆効果（テンソル成分の問題？）中間エネルギー領域　　？？？？？ ３体力のスピン依存性に対する理解が不足他の３体力発生機構研究の必要性

  19. ４．モデル３体力による解析 3体力を簡単な関数形を用いて表す。

  20. (a) BR(83)-2pE-3NFの効果を再現するようなモデル３体力 2体力が第3の粒子により変形される。 引力的テンソル成分

  21. (b) スピン－軌道力型3体力 (“SO”) “Ayパズル” (Kievsky, PRC60 ’99) Ayパズルを解決するためには　（スピン－軌道力）×3体形状因子の形の３体力が必要

  22. (c) Tensor Inversed 3NF (“C-T”) Model 3NF with an opposite tensor effect against 2pE-3NF 斥力的テンソル成分

  23. 2pE(BR) vs. C-T pd Ay(q) & iT11(q)@ 70 MeV

  24. ５．まとめ • 現実的２体力だけでは説明できない物理量　軽い原子核のエネルギー　散乱観測量　　　　　　　　　→　３体力の導入による改善 • 問題点、今後の改良点2p交換型(2pE) ３体力～強すぎる引力正しいスピン依存性を反映していない　　エネルギー準位、散乱観測量 • 近・中距離３体力の考察　・全体として斥力的 　　　　・2pE-3NFとは異なるスピン依存性を期待 　　　　 重いボゾンの交換、 n(>2)個のp交換、 ChPT (N3LO)、 クォーク自由度（核子の重なり） （Work in progress）p-r, r-r, r-s, r-w→斥力効果、テンソル力効果 （結合定数の不定性）　 　但し、Ayパズルを解決するようなスピン－軌道力効果はでない • 軽い原子核で有効な“斥力”的３体力は、核物質（高密度領域）でも有効か？

  25. Gauss型３体力（近距離斥力） • SJMによる普遍的３体斥力芯rg=0.5fm W0=2000 MeV→3H結合エネルギーに対する効果　　~0.4MeV • 3H結合エネルギーを再現するようにポテンシャル強度を強めた場合[例] rg=0.5fm W0=10000 MeV　核物質への効果の影響は？ • 中距離３体力の斥力効果も重要？

  26. SJM:Gauss型３体力（近距離斥力） 3H Binding energy (MeV) Empirical : 8.5 Rg=0.5 fm AV18+BR800 : 9.7 AV18+BR800+Wg(2000) : 9.3 AV18+BR800+Wg(10000) : 8.5 Rg=0.6 fm AV18+BR800+Wg(1800) : 8.5

  27. 中距離３体力の効果 • 重いボゾンの交換r, s, w • 2pE-3NF (Lp~660MeV) ~ 2pE-3NF (Lp~800MeV) +(p-r, r-r)D-3NF(Lr~1400MeV) • r-s, r-w 交換の効果　・斥力＋引力　・テンソル力　　～T21(q)の再現性 p,r p,r D

  28. Urbana 3NF 2pE-3NFのb項と同一 A2pPW⇔ b in MeV Parameters: 3H, NM

  29. 現実的２体核力による3H結合エネルギー 結合エネルギーの不足

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