Density dependent relativistic Hartree-Fock theory and the applications
Wenhui Long
北京大学/東北大学
日時：2009年06月02日（火） 16:00-
場所：大学院講義室（総合研究棟7階745号室）
In this talk, the density dependent relativistic Hartree-Fock (DDRHF)theory will be introduced as well as the extensions. For the applications of the DDRHFtheory, I would like to concentrate on the following three topics:1. Neutron star properties within the DDRHF theory:With the equations of state provided by the DDRHF theory for hadronicmatter, the properties of the static and beta-equilibrium neutron stars withouthyperons are studied and compared to the predictions of the relativistic mean-fieldmodels and recent observational data. The influences of Fock terms on properties ofasymmetric nuclear matter at high densities are discussed in detail.2. Non-local mean field effects in nuclei near Z=64 sub-shellEvolutions of Single-particle energies and Z=64 sub-shell along theisotonic chain of N=82 are investigated in the density dependent relativisticHartree-Fock (DDRHF) theory in comparison with other commonly used mean field models such asSkyrme HF, Gogny HF and density dependent relativistic Hartree model (DDRMF). It ispointed out that DDRHF reproduces well characteristic features of experimental Zdependence of both spin orbital and pseudo-spin orbital splittings around the subshellclosure Z=64.3. Cerium Halo strutures within the density dependent relativisticHartree-Fock-Bogoliubov (DDRHFB) theory:Relativistic Hartree-Fock-Bogoliubov theory with density dependentmeson-nucleon couplings is used to study halo phenomena close to the neutron drip line.Cerium isotopes are investigated as representative cases. Giant halos, as well asthe ordinary ones, are found in these nuclei. The Fock terms, especially the rho-tensorcouplings, play a crucial role in the stability of the halo structures, from which iswell demonstrated the necessity of Fock terms.根村英克ハドロン・原子核物理における有効理論の構築 -RIBF,J-PARCの物理へ向けて-20090109東北大学 大学院理学研究科総合棟７階 ７２１号室RIBF、J-PARCの物理へ向けて九大が進めている最近の研究を概括する。この際、有効理論の視点が重用であることを指摘し、最後に理論核物理の将来を展望する。概括の内容を項目的に書くと以下のようになる。1.拡張されたZ3対称性という新しい対称性を提案し、これを用いてハドロン物理 に対する有効理論を構築する。これを用いて、QCD相図を定量的に決定する。2.不安定核反応が前方散乱であることに注目して、Glauber近似を用いて微視的有効理論を構築する。3.九大により提案された離散化チャネル結合法（CDCC）の最近の進展について述べる。 Hongfeng LuEffective Lambda-nucleon Interaction in Relativistic Mean Field Theory Approach20080801 Effective Lambda-nucleon interaction has been proposed inrelativistic mean field approach based on nucleon-nucleoninteraction PK1, by fitting single-lambda hypernuclei data along thehypernuclear chart. For a case of the omega-Lambda-Lambda tensorcoupling is considered or not, meson sigma-, omega-Lambdacouplings for Lambda-nucleon interaction are optimized to theexperimental Lambda binding energy for hypernuclei[12-14]_LambdaC, [14,15]_LambdaN, [16]_LambdaO, [28]_LambdaSi,[32]_LambdaS, [40]_LambdaCa, [51]_LambdaV, [89]_LambdaY,[139]_LambdaLa and [208]_LambdaPb. These two independenthyperon-nucleon parameters are locally searched by a least-squaresfit and later globally adjusted by a Levenberg-Marquardtminimization method while taking the obtained local minima asinitial values. Hpernuclear properties, e.g., single particleenergy, spin-orbit splitting of hyperon, from light to heavy massregion are presented. The results indicate that the newly developedinteraction provides an excellent systematical description ofhypernuclei. Effects of tensor coupling term on properties of Lambdahypernuclei, especially on delicate single particle properties, arealso discussed.坂井 光夫2 MeV/c2 付近の軽い中性粒子の観測20080711 東北大学 大学院理学研究科総合棟７階 ７４３号室 １９８６年アメリカOak Ridge 国立研究所(ORNL)の陽電子とトリウムの散乱実験から陽電子-電子の同時計数スペクトルにピークが観測され、この現象は散乱の際発生した未知中性粒子が陽電子-電子対となって崩壊することによるものであるとの論文が現れた。彼らの仮説が正しいとすれば、散乱体から一定エネルギーを持つ電子線が発生している筈で、われわれ（原子核研究所）はこの電子線の探索を核研大型空芯スペクトロメーターで測定した。約７年間の電子線測定の結果330.3 keVの未知電子線の存在を確認した。ただし対をなす陽電子腺は陽電子線源からの強力な一次陽電子腺のため探索不可能であった。今回のセミナーでは１９９９年研究所閉鎖直前の夏から秋にかけて行われた同時計数実験について報告する。この実験は全原子核研究所での最後の実験であった。Agus SalamUniversitas IndonesiaExtraction of K0 Elementary Amplitude from Kaon Photoproduction on the Deuteron20080321理学総合棟 ７階 大学院講義室Ⅰ(745室)The extraction of K0 elementary amplitude from kaon photoproduction on thedeuteron has been done in order to demonstate the possibility of studyingthe elementary process in the neutron channels. The separation of theelementary amplitude from the deuteron wave function is shown to be possibleonly in the quasi-free scattering region where the rescattering effects arenegligible.The comparison between the extracted and the free-process amplitude in thisregion shows a good agreement especially at higher photon energies. Thecross sections in this region are also found to be relatively large,suggesting that this region is suitable for measurements.理学総合棟７階大会議室 (721号室 )平成１３年から建設を開始したＪ−ＰＡＲＣも、本年末には完成する。本計画は、物質生命科学から素粒子原子核物理学に至る、広範な科学の新分野を切り拓く加速器として注目を浴びている。 Ｊ−ＰＡＲＣの概要から始まり、そこで展開するパルス中性子の科学、ミュオン科学、ニュートリノ物理学、ハドロン物理学、の科学の魅力を述べる。また、加速器や実験室の建設状況にも触れたい。 Ｊ−ＰＡＲＣは Japan Proton Accelerator Complex の略で、陽子加速器である。特徴は、陽子の数を世界トップの１０倍にまで上げる点にあり、そのため、大強度陽子加速器とも呼ばれる。このような加速器の世界における熾烈な競争についても触れ、世界の中でのＪ−ＰＡＲＣについても述べる。University of North Carolina at Chapel HillSystematic properties of Pygmy resonance of neutron-rich nuclei20071109I show strength functions and transition densities of even-evenmedium-heavy nuclei upto neutron drip line calculated using quasiparticle random-phaseapproximation for a fewJ^\pi channels. Growth of transition strength is predicted in alow-energy region (Pygmyresonance) as neutron number N approaches the neutron drip line. Threeproperties arediscussed systematically: Enhancement of Pygmy resonance after magicnumbers,relation between the strength of Pygmy resonance and radius of groundstate, andemitted neutron number obtained from excited-state density distribution.Jie MengNuclear Structure within the relativistic mean field approach20070912Recent advances in relativistic models of nuclear structure arereviewed, particular emphasis is paid for the description of exoticnuclei, including the Relativistic Mean Field (RMF) theory inCoordinate space and expansion in Woods-Saxon basis, density dependentRMF theory and new effective interaction, the Shell-model Like APproach(SLAP) for pairing in RMF theory, the continuum in RMF theory with theAnalytic Continuation of Coupling Constant methods, relativistic spinand pseudo-spin symmetry, Relativistic Continuum Hartree-Bogoliubov(RCHB) theory together with its extension for axial symmetric case, theexistence of Halos and Giant halo at the neutron drip line in nuclei andhyper-nuclei, new magic number in superheavy nuclei, etc.藤村 寿子SPring-8/LEPSでのTime Projection Chamberを用いたハイペロン光生成20070820 LEPSグループでは、大型放射光施設 SPring-8 の8 GeV 電子ビームに、3.5 eVの紫外線レーザー光を照射し、逆コンプトン散乱させて得られる最大2.4 GeVまでのγ線を利用し、閾値近傍でのφ中間子生成、ペンタクォークθ+の検証など、様々なハドロン物理の研究を行なっている。今回は、ハイペロン光生成反応実験のために開発された Time Projection Chamber (TPC) と、Λ*(1405) の構造に関する最近の研究成果を報告する。クォーク模型では、Λ*(1405) 1/2- は uds の 3クォークから構成され、Λ*(1520) 3/2- とスピン多重項を成していると考えられている。しかし、Λ*(1520) との質量差 100 MeV は、クォーク間の LS 力の寄与だけでは説明が出来ないという問題を抱えている。また、格子QCDを用いた最近の詳細な計算でも、単純なクォーク3体系の共鳴状態でΛ*(1405)の質量を説明することが出来ない。このため、Λ*(1405)はメソンとバリオンの分子的共鳴状態ではないかと従来から指摘されてきた。カイラル摂動理論を用いると、複数のメソン-バリオン共鳴状態によるチャンネル結合法から、アイソピンI=0とI=1の干渉項により、崩壊モードΣ±→π±p によってΛ*(1405)の不変質量分布の形が違うことが予言されている。このような理論的背景にも関わらず、過去のΛ*(1405) 生成実験はΣ*(1385)との分離の難しさから、非常に限られている。バックグランドとなるΣ*(1385)は、崩壊様式がΣ*(1385)→Λπ0→pπ-π0 であり、Λ*(1405) →Σ+π- / Σ-π+ → nπ+π- / nπ-π+ とは異なるため、崩壊する荷電粒子を測定すれば、これらを分離することが出来る。このため、TPCの開発を行なった。この TPC は、有感領域が直径350 mm、長さ750 mmと小型で、原子核標的を内蔵し、標的から20 mmの近距離から荷電粒子を測定出来ることが大きな特徴である。2004年にLEPS標準検出器系とTPCを用いて、原子核標的からΛ*(1405)を生成し、その質量分布を測定する実験を行った。現在は、Λ*(1405)のΣ-π+とΣ+π- の崩壊モードによる不変質量分布の違いを求めており、これらの解析状況を紹介する。David BoilleyCrossing barriers to reach the Super Heavy Elements Island20070806Many models are attempting to describe the fusion process that should lead to the synthesis of super-heavy elements(SHE) in order to help the experimental quest. But there are still too many uncertainties on some key parameters todo reliable predictions. The few evaporation cross sections available are not enough to validate the models and onehas to find other means. In this seminar, I will present some criteria that should help to characterize the barriersthat should be or not be crossed to form a SHE.Some experiments were performed at GANIL to try to locate the island of stability of the SHE by measuring thefission time. Based on the crystal blocking technique, they have shown some direct evidences for very long fissiontimes of the SHE. Is this observation due to a high fission barrier or to other mechanisms?I will present some fission-time calculation made with KEWPIE2, which is a new dynamical cascade code devoted to theSHE. It has been first compared to the evaporation cross section obtained by cold and hot fusion in order to fix theonly two free parameters. The calculated fission time distribution will be analyzed and compared to the experimentalresults in order to get some constraints on the fission barrier.The saddle-to-scission time cannot be neglected for these nuclei. For that purpose, we derived a new formula thatcan accommodate any kind of potential. I will show some preliminary results on the influence of isomeric potentialpockets.As for the fusion part, the fusion hindrance that is commonly explained by the existence of a second barrier on theway to the ground state gives some constraints on the neck parameter. I will show our latest results on the subject.Jerome MargueronIPN OrsayBubbles in exotic nuclei20070727The occurrence of a bubble nuclei induced by an inversion of sand d proton states is investigated. First, we analyze the origin of thisquantum effect in the calcium isotopes. Pairing effects which can playagainst the bubble formation are evaluated. Then, we discuss theexperimental data which favor the bubble hypothesis. This pleads for ameasurement of the charge density of $^{46}$Ar in the forthcoming years,with the advent of electron scattering experiments in next generationexotic beam facilities such as FAIR or RIBF.板橋 健太K 中間子ヘリウム原子分光実験〜 eV の精度をめざして 〜20070525最近行った、負電荷のK 中間子がヘリウム４に束縛した系の分光実験について説明する。水素からウランまで様々な核種に対して、K 中間子原子はX線分光の手法によって、エネルギー準位が計測されている。そのエネルギー準位は、電磁相互作用から計算された値と比べて、強い相互作用による影響の分ずれるため、そのシフトを精密に計測することにより、低エネルギー極限での強い相互作用についての情報を得る事が出来る。これまで計測されたK 中間子原子のエネルギー準位を多くの核種に対してプロットすると、実はヘリウム(と酸素)の場合のみ、系統的な予想から大きく外れてしまい、この事はK中間子ヘリウムパズルとして知られていた。本実験は、このパズルの解決を目指すものである。ところで、最近 K 中間子が原子核中(原子中ではない点に注意)に深く束縛され、中心密度が通常の核密度の数倍から十倍にまで及ぶ可能性が示され、数の探索実験が行われた。K 中間子原子の分光実験で得られる情報は、K 中間子原子核の存在について制限を与える可能性がある。本セミナーでは、eV の精度での分光を目指した、KEK-PS E570 実験について解説する。梶野 敏貴Search for 180 degree correlated equal-energy e+e- pairs from e+(82Sr) + Th interactions20070129Petter MollerTheoretical Division, Los Alamos National LaboratoryNEW CALCULATIONS OF NUCLEAR STRUCTURE PROPERTIES FOR SIMULATION DATA BASES AND RESULTS OF THEIR USE IN SOME RECENT APPLICATIONS20061225We have over the last several years refined our nuclearstructure models and are now generating new data bases for1) nuclear masses, 2) beta decay,3) fission barriers, and 4) nuclear shape isomers. I will present1) our new mass table in which we take into account the effect of axial asymmetry on the ground state mass. We study how reliable the old mass table has proven to be when compared to masses measured after its publication and how the new mass table agrees with the 2003 Audi experimental mass evaluation.2) a new calculation of beta decay rates and Pn values with Q values from the new Audi 2003 evaluation when available, otherwise from our new mass table3) our calculation of fission barriers for 5254 nuclei from A=170 to A=330. For each nucleus we calculate the fission potential energy for more than 5000000 different shapes. The saddles and fission modes are extracted from the five-dimensional potential-energy surface by imaginary water flow techniques.4) our calculation of the occurence of low-lying shape isomers for nuclei throughout the nuclear chart. We present the main features of our results and compare to experimental observations of low-lying 0+ states in even-even nuclei.Very recently we have started to use the new data bases in astrophysicalr-process studies. First implications of such studies will be presented.齋藤 武彦The HypHI project at GSI/FAIR:<BR>Hypernuclear spectroscopy with stable heavy ion beams and20061218東北大・理 田村裕和 (6454)The HypHI project which has been recently started at GSI in Germany aimsto perform hypernuclear spectroscopy with stable heavy ion beams andrare-isotope beams at GSI and FAIR which is the future facility of GSI.The goal of the project is to perform spectroscopy for hypernuclei atextremeisospins and to measure directly hypernuclear magnetic moments. Theinternational HypHI project is currently prepare for the first experiment atGSI in 2008 to prove the experimental principle of the proposed experimentaltechnique. Details of the first experiment as well as the perspective of theproject will be discussed in the talk.最近ドイツのGSIで始まったHypHIプロジェクトは安定重イオンビームと不安定核ビームを用いたハイパー核分光をGSIとその将来施設であるFAIRで行う事を目的としている。プロジェクトの目的は極限アイソスピンにおけるハイパー核の分光学的研究とハイパー核磁気能率の直接測定である。現在、国際HypHI共同研究では2008年にGSIで行う予定である最初の実験の準備を行っている。最初の実験の目的はHypHIプロジェクトの基礎となる実験テクニックが機能することの証明である。最初の実験の詳細とHypHIプロジェクトの将来研究をこのセミナーでは議論する。土岐 博Relativistic chiral mean field model for finite nuclei and <br> its signature in light nuclei20061120The pion is the central particle to relate the particle physics and the nuclear physics through the chiral symmetry. The importance of the pion is getting visible in the theory side in the recent years innuclear physics.I would like to discuss our effort to treat the pion in the relativisticmean field model, which is still on the way to complete the method for thecomparison with experiments. On the other hand, the non-relativisticapproach with tensor interaction demonstrates the importance of the pion(tensor interaction) for spin-orbit splitting and the halo formation.We hope to unify the particle physics (strong interaction physics) with the nuclear physics through the chiral symmetry and its symmetry breaking.