1 / 25

sd シェル L ハイパー核における不純物効果

sd シェル L ハイパー核における不純物効果. 井坂政裕，木村真明 A ， 土手昭伸 B ， 大西明 C 北大理，北大創成 A ， KEK B ， 京大基研 C. Introduction ( ハイパー核構造 ). ハイパー核構造 ハイパー核構造研究の現状 Λ ハイパー核 実験的に　　 ( p + , K + ) 反応や γ 線分光 実験など 理論的に　　軽い Λ ハイパー核 ( ～ Be ， B ， C) での 構造計算 例： 7 Λ Li におけるクラスター間の距離の変化 [1],[ 2 ]. １． YN 相互作用， YY 相互作用は，核子間の相互作用とは異なる

lane-cherry
Download Presentation

sd シェル L ハイパー核における不純物効果

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. sdシェルLハイパー核における不純物効果 井坂政裕，木村真明A，土手昭伸B，大西明C 北大理，北大創成A，KEKB，京大基研C

  2. Introduction (ハイパー核構造) • ハイパー核構造 • ハイパー核構造研究の現状 • Λハイパー核 • 実験的に　　(p+, K+)反応やγ線分光実験など • 理論的に　　軽いΛハイパー核(～Be，B，C)での構造計算 例：7ΛLiにおけるクラスター間の距離の変化 [1],[2] １．YN相互作用，YY相互作用は，核子間の相互作用とは異なる 　２．ハイペロンと核子との間には，パウリ原理が働かない Λ 軽いΛハイパー核においては，構造変化が確認されている ハイペロンが加わることにより，核構造の変化が期待できる sdシェル領域ではどうだろうか？ [1]K. Tanida, et.al., Phys. Rev. Lett. 86 (2001) 1982 [2]E. Hiyama, M. Kamimura, K. Miyazaki and T. Motoba, Phys. Rev. Lett. 59 (1999) 2351

  3. Introduction (sdシェル通常核) 9/2 + (MeV) 9/2 + 例)19Ne および19F のlevel scheme[1] 2.50 2.00 3/2 - 3/2 + 3/2 + 3/2 - 1.50 5/2 - 5/2 - 1.00 0.50 5/2 + 1/2 - 5/2 + 1/2 - 1/2 + 1/2 + 0.00 19F(Exp.) 19Ne(Exp.) • 　基底状態からわずか数100keV励起したころにNegative Parity状態がある [1] F. Ajzenberg-Selove, NPA 475 (1987) 1

  4. Introduction (sdシェル通常核) • 同じエネルギー領域に，シェル的な状態とクラスター的な状態が共存[1],[2] a+15N: Kp=1/2+ 例)19F の構造 (AMD計算)[2] a+15N: Kp=1/2- g.b.: Kp=1/2+ Λ粒子を加えることで構造はどのように変化するのだろうか？ シェル構造とクラスター構造では、Λ粒子の影響の受け方が異なるのでは？ [1] T. Sakuda and F. Nemoto, PTP 62 (1979) 1274 [2] M. KimuraSubmitted to PRC

  5. Introduction(先行研究) • 20ΛNeハイパー核構造の理論研究 • 結論 • その後の発展 • 核構造論　・・・　クラスター構造を仮定しなくてもよくなった点 • ハイパー核研究　・・・　ΛN相互作用が明らかにされてきた点[1] Toshimi SAKUDA and Hiroharu BANDŌ, PTP 78 (1987) 1317 • シェル構造とクラスター構造とでは、Λ粒子の束縛エネルギーが大きく異なる • 原子核の平均自乗半径は、Λ粒子が加わることで小さくなる rRMS= 4.2fm 1/2- クラスター的 これにより、基底状態のパリティが逆転する 1/2- 0.275MeV rRMS= 3.9fm 1/2+ シェル的 1/2+ BΛ =18.9MeV ΔrR.M.S = 0.3 fm 19Ne BΛ =15.6MeV ΔrR.M.S = 0.3 fm 19Ne Exp. 0+ 1– rRMS= 3.6fm rRMS= 3.9fm 20ΛNe 理論　(Sakudaet.al. ) [1] Emiko Hiyama, NPA 805(2008) 190

  6. Intriduction • 研究の目的 • Λ粒子の付加による核構造の変化の分析 • 不純物効果（構造変化）の状態依存性 • シェル構造とクラスター構造との変化の違いは？ • Lがs軌道とp軌道とで違いがあるか？ • 対象とするハイパー核 • 20ΛNeを中心としたsdシェルLハイパー核 • シェル構造とクラスター構造とが同じエネルギー領域に共存 • J-PRACでのg線分光実験が期待できる [1] • 研究の手法 • 模　型　　　　　・・・　シェル構造、クラスター構造を仮定しない模型(AMD[2]) • LN相互作用　・・・　より現実的な相互作用 (YNG相互作用[3]など) [1] Tamura et al.J-PARC proposal http://j-parc.jp/NuclPart/pac_0801/pdf/LOI_Tamura_gamma.pdf [2] Y. Kanada-En’yo, H. Horiuchi and A. Ono, PRC 52 (1995) 628 [3] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, PTPS 117 (1994) 361

  7. p軌道のL粒子： “genuine hypernuclear state” • L粒子と核子の間にはPauli原理がはたらかない 例：9LBe p⊥L 9LBe[2] “genuine hypernuclear state”[1] p//L genuine hypernuclear state sL [1] T. Motoba, H. Bandō and K. Ikeda, Prog. Theor. Phys. 70 (1983), 189. [2] O. Hashimoto and H. Tamura, Prog. Part. Nucl. Phys. 57 (2006), 564.

  8. Intriduction • 研究の目的 • Λ粒子の付加による核構造の変化の分析 • 不純物効果（構造変化）の状態依存性 • シェル構造とクラスター構造との変化の違いは？ • Lがs軌道とp軌道とで違いがあるか？ • 対象とするハイパー核 • 20ΛNeを中心としたsdシェルLハイパー核 • シェル構造とクラスター構造とが同じエネルギー領域に共存 • J-PRACでのg線分光実験が期待できる [1] • 研究の手法 • 模　型　　　　　・・・　シェル構造、クラスター構造を仮定しない模型(AMD[2]) • LN相互作用　・・・　より現実的な相互作用 (YNG相互作用[3]) [1] Tamura et al.J-PARC proposal http://j-parc.jp/NuclPart/pac_0801/pdf/LOI_Tamura_gamma.pdf [2] Y. Kanada-En’yo, H. Horiuchi and A. Ono, PRC 52 (1995) 628 [3] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, PTPS 117 (1994) 361

  9. Theoretical Framework • AMD模型 • 系のハミルトニアン • 波動関数 • 1粒子波動関数：空間部分はGauss波束 • Λ粒子の波動関数はパケットの重ね合わせ • 全波動関数： [1],[2] • 模型の特徴 1. 構造を仮定しない点 • 変分により、 • 最小のエネルギーを与える • 核子およびΛ粒子の配位を得る NN間：Gogny相互作用[3] YN間：YNG相互作用[4](中心力のみ) 2.Λ粒子の波動関数 • ①LN相互作用がNN間相互作用より弱い • ②L粒子のp軌道への励起 • Gauss波束の重ね合わせにより表現する [1] Y. Kanada-En’yo, H. Horiuchi and A. Ono, PRC 52 (1995) 628 [2] H. Matsumiya, K. Tsubakihara, M. Kimura, A. Dotéand A. Ohnishi, To be submitted [3] J. Dechargé and D. Gogny, PRC 21(1980) [4] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, PTPS 117 (1994) 361

  10. Theoretical Framework • L粒子 • Lの波動関数をGauss波束の重ね合わせとする • 空間分布の大きく異なるs軌道とp軌道の両方が表現可能 • Lのp軌道への励起 • 系のハミルトニアンにL粒子の0s状態を禁止するポテンシャルを追加 この模型をpシェル及びsdシェル領域のΛハイパー核 に適用する ※今回は、9LBe、20LNeに適用する

  11. Results and Discussion (9LBe) • Positive core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 最小：b =0.680 8Be(+)⊗L (p wave) 8Be(+)⊗L (s wave) Pos.⊗L(s)+7.1MeV Energy (MeV) Energy (MeV) 8Be Pos. 8Be Pos. 最小：b = 0.650 最小：b = 0.706 Pos.⊗L(p) - 2.3MeV • エネルギー曲線： • L粒子がs軌道のとき、コア核の変形が小さくなる • L粒子がp軌道のとき、コア核の変形が大きくなる 0.2 0.2 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b

  12. Results and Discussion (9LBe) • L粒子の束縛エネルギー BL = -0.77(MeV) Pos. ⊗L (p) BL = 0.19(MeV) 8Be Pos. 8Be Pos. Pos. ⊗L (p) b = 0.706 ( g.s. ) b = 0.680 ( 3- state ) BL = 5.75(MeV) BL = 5.99(MeV) Pos.⊗L (s) Pos.⊗L (s) ( g.s. ) b = 0.650 AMD withYNG[1] Exp. [2] [1] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, Prog. Theor. Phys. Suppl. 117 (1994), 361. [2] O. Hashimoto and H. Tamura, Prog. in Part. and Nucl. Phys. 57 (2006), 564.

  13. Results and Discussion (20LNe) • Positive core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 19Ne(+) ⊗L (s wave) 19Ne(+) ⊗L (p wave) 最小：b = 0.249 最小：b = 0.295 最小：b = 0.273 Energy (MeV) Pos.⊗L(s)+17.1MeV Energy (MeV) 20Ne Pos. 20Ne Pos. Pos.⊗L(p) +4.8MeV Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b

  14. Results and Discussion (20LNe) • Negative core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 19Ne(-) ⊗L (p wave) 19Ne(-)⊗L (s wave) 最小：b = 0.450 Neg.⊗L(s)+17.2MeV 20Ne Neg. Energy (MeV) Energy (MeV) 20Ne Neg. Neg.⊗L(p)+5.0MeV 最小：b = 0.451 最小：b = 0.448 • エネルギー曲線： • L粒子がs軌道のとき、コア核の変形が小さくなる • L粒子がp軌道のとき、コア核の変形が大きくなる Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b

  15. Results and Discussion (20LNe) • L粒子(s軌道)の束縛エネルギー 19Ne Neg. b = 0.450 rRMS=2.91fm 19Ne Pos. 1/2- クラスター的 b = 0.273 rRMS=2.81fm 19Ne rRMS=3.9fm rRMS=4.2fm 1/2+ シェル的 BL = 16.06(MeV) Dr = 0.04fm BΛ =18.9MeV Dr = 0.3 fm BΛ = 15.6MeV Dr = 0.3 fm BL = 16.72 (MeV) Dr = 0.01fm Neg. ⊗L (s) b = 0.448 rRMS=2.87fm Pos.⊗L (s) Pos.⊗L (s) rRMS=3.6fm Neg. ⊗L (s) 0+ 1– 20ΛNe • L粒子の束縛エネルギー： • L粒子がs軌道の場合　・・・　Pos. ⊗L(s)＞ Neg. ⊗L(s) • となり、基底状態のパリティの逆転は起こらない • 2状態間のエネルギー差は広がる rRMS=3.9fm b = 0.249 rRMS=2.81fm 理論Sakuda et al. [2] AMD with YNG[1] [1] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, Prog. Theor. Phys. Suppl. 117 (1994), 361. [2] T. SAKUDA and H. BANDŌ, Prog. Theor. Phys. 78 (1987), 1317.

  16. Results and Discussion (20LNe) • L粒子(p軌道)の束縛エネルギー 19Ne Neg. 19Ne Pos. b = 0.450 rRMS=2.91fm b = 0.273 rRMS=2.81fm BL = 6.25(MeV) Dr = 0.02fm BL = 5.74 (MeV) Dr = 0.00fm Pos.⊗L (p) Neg. ⊗L (p) • L粒子の束縛エネルギー： • L粒子がp軌道の場合　・・・Pos. ⊗L(p)＜Neg. ⊗L(p) • コアの基底状態と(1/2)-状態のエネルギー差は0.28MeVなので、 • 2状態が逆転すると予想される b = 0.295 rRMS= 2.81fm b = 0.451 rRMS=2.89fm AMD withYNG[1] [1] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, Prog. Theor. Phys. Suppl. 117 (1994), 361.

  17. Summary • まとめ • sdシェルLハイパー核におけるL粒子の不純物効果を、特にコアの状態依存性及びL粒子の状態依存性に着目して調べるため、ハイパー核に拡張したAMD模型を9LBeおよび20LNeハイパー核に適用した。 • その結果、次のことがわかった。 • 9LBe、 20LNeとも、 • s軌道のL粒子が加わると、コア核の変形が小さくなる • p軌道のL粒子が加わると、コア核の変形が大きくなる • 20LNeについて、L粒子の束縛エネルギーにより • 基底状態のパリティはPositiveである • p軌道のL粒子がコア核のPositiveパリティ状態及びNegativeパリティ状態に束縛された場合、状態の逆転が予想される

  18. Summary • 展望：L粒子による不純物効果のより詳細な分析 • 模型をさらに改良し，Level Schemeを求める • 改良1　角運動量射影：それぞれの角運動量についてエネルギーが最小の 　　　　　　　　　　　　　　　状態を求める • 改良2　スレーター行列式の重ね合わせを行う • 既にある実験との比較及びJ-PARCへ向けた理論的予言を行う • 基底状態及び励起状態の束縛エネルギー • 電磁遷移確率 • 20ΛNe等の生成スペクトル 等を計算する

  19. 先行研究 • 20LNeの基底状態のパリティの観測 • shell-model configurationを仮定 • 20Ne(K-, p-)20LNe反応 • 反跳なしのL生成反応 遷移行列要素は、(1s0d)n→(0s)Lの方が(0p1/2)n →(0s)Lより小さい Negative パリティ状態が生成されやすい • 20Ne(p+, K+)20LNe反応 • 運動量移行が大きいためhigh spin stateがつくられやすい (1s0d)n →(0s)Lの方が支配的 Positive パリティ状態が生成されやすい Toshimi SAKUDA and Hiroharu BANDŌ, PTP 78 (1987) 1317 • これにより20LNeの基底状態のパリティを見分けることができる

  20. Back up(13LC) • Positive core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 Positive core⊗L (s wave) Positive core⊗L (p wave) Pos.⊗L(s)+11.7MeV 12C Pos. Pos.⊗L(p)+0.04MeV Energy (MeV) Energy (MeV) 12C Pos. L粒子が加わることでコア核の変形が大きく変化 Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b 12C ：b = 0.27 13LC：b = 0.00 12C ：b = 0.27 13LC ：b = 0.30

  21. Back up(13LC) • L粒子の束縛エネルギー 12C Pos. BL = 0.46 (MeV) 12C Pos. BL = 1.65 (MeV) bN = 0.274 Pos. ⊗L (p) ( g.s. ) Pos. ⊗L (p) bN = 0.300 ( 3/2- state) BL = 11.55 (MeV) BL = 11.38 (MeV) Pos.⊗L (s) Pos.⊗L (s) bN = 0.000 ( g.s. ) Exp. [2] AMD withYNG[1] [1] Y. Yamamoto, T. Motoba, H. Himeno, K. Ikeda and S. Nagata, Prog. Theor. Phys. Suppl. 117 (1994), 361. [2] O. Hashimoto and H. Tamura, Prog. in Part. and Nucl. Phys. 57 (2006), 564.

  22. Back up(21LNe) • Positive core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 Positive core⊗L (p wave) Positive core⊗L (s wave) Pos.⊗L(s)+17.9MeV 20Ne Pos. Energy (MeV) Energy (MeV) 21LNe：b = 0.371 21LNe ：b = 0.383 20Ne Pos. Pos.⊗L(p)+5.5MeV Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b 20Ne ：b = 0.378 20Ne ：b = 0.378

  23. Back up(21LNe) • Negative core⊗L（s軌道，p軌道） • エネルギー曲線の比較のため、曲線を並行移動 Negative core⊗L (p wave) Negative core⊗L (s wave) Neg.⊗L(s)+17.9MeV 20Ne Neg. Energy (MeV) Energy (MeV) 21LNe：b = 0.425 21LNe：b = 0.428 20Ne Neg. Neg.⊗L(p)+5.6MeV Quadruple deformation parameter b Quadruple deformation parameter b 20Ne ：b = 0.427 20Ne ：b = 0.427

  24. Back up • ΛN相互作用として、先行研究[1] と同じOne Range Gaussian Potential[2] を用いたAMD計算の結果 (MeV) (fm-2) (MeV) 1/2- クラスター的 BΛ =8.57MeV 19Ne 1/2+ シェル的 19Ne BΛ =16.8MeV BΛ =18.9MeV BΛ =15.6MeV Neg.⊗L(s) 20ΛNe 0+ 1– 20ΛNe Pos.⊗L(s) Sakudaet al.[1] AMD計算 (One Range GaussianPotential) [1] T. Sakuda and H. Bandō, Prog. Theor. Phys. 78 (1987), 1317. [2] Motoba, H. Bandō, K. Ikeda and T. Yamada, Prog. Theor. Phys. Suppl.81 (1985) 42

More Related