Three- and four-body structure of light hypernuclei

Slides:



Advertisements
Similar presentations
Localized hole on Carbon acceptors in an n-type doped quantum wire. Toshiyuki Ihara ’05 11/29 For Akiyama Group members 11/29 this second version (latest)
Advertisements

だい六か – クリスマスとお正月 ぶんぽう. て form review ► Group 1 Verbs ► Have two or more ひらがな in the verb stem AND ► The final sound of the verb stem is from the い row.
VE 01 え form What is え form? え? You can do that many things with え form?
太陽フレア中性子の生成過程 ( ≅ ガンマ線 (π 0 ) の生成過程 ≅ 高エネルギーイオンの寿命 ) さこ隆志(名大 STE 研) 基本的に R.J.Murphy, et al., ApJ Suppl,, 168, , 2007 の前半部分の review をします 1 太陽ガンマ線ミニ研究会@名古屋大.
英語勉強会(詫間English) /26 三木裕太.
英語勉強会.
Spectroscopic Study of Neutron Shell Closures via Nucleon Transfer in the Near-Dripline Nucleus 23O Phys. Rev. Lett. 98, (2007) Z.Elekes et al.
「日本の核物理の将来」 ハイパー核・ストレンジネスWG 中間報告
少数多体系の観点からの ストレンジネスを含むエキゾチックな原子核
2010年7月9日 統計数理研究所 オープンハウス 確率モデル推定パラメータ値を用いた市場木材価格の期間構造変化の探求 Searching for Structural Change in Market-Based Log Price with Regard to the Estimated Parameters.
An accompanied Long Range Potential in NN interaction
What did you do, mate? Plain-Past
不安定核のエネルギー準位から探る殻構造の変化
清水 則孝 理研 大塚 孝治 東大理/CNS/理研 水崎 高浩 専修大 本間 道雄 会津大
---核力プロジェクトの近未来の拡張の形(私見)---
2013 横浜 バリオン間相互作用とEOS  核・核散乱、ハイパー核、中性子星核物質 山本安夫 共同研究者: 古本、安武、ライケン.
中性子星物質EOSにおける3体斥力 およびハイペロン混合の効果 Y. Yamamoto 核–核弾性散乱で(高密度)EOSを視る???
Shell model study of p-shell X hypernuclei (12XBe)
中性子過剰核での N = 8 魔法数の破れと一粒子描像
Who Is Ready to Survive the Next Big Earthquake?
Ξハイパー核の現状と今後の研究計画 肥山詠美子(奈良女大).
to Scattering of Unstable Nuclei
クォーク模型による バリオン間相互作用 鈴鹿高専 仲本朝基 1.Introduction 2.クォーク模型の特徴
2018/11/19 The Recent Results of (Pseudo-)Scalar Mesons/Glueballs at BES2 XU Guofa J/ Group IHEP,Beijing 2018/11/19 《全国第七届高能物理年会》 《全国第七届高能物理年会》
クラスター構造を持つ ハイパー核のB(E2)測定
中性子星の超流動に対する ハイペロン混在の効果
Λハイパー核の少数系における荷電対称性の破れ
ストレンジネスが拓く エキゾチックな原子核の世界
非局所クォーク模型Gaussianバリオン間相互作用とその応用
The Effect of Dirac Sea in the chiral model
Muonic atom and anti-nucleonic atom
全国粒子物理会 桂林 2019/1/14 Implications of the scalar meson structure from B SP decays within PQCD approach Yuelong Shen IHEP, CAS In collaboration with.
核物理の将来 WG ストレンジネス sub group
ハイパー核とYN相互作用 夢 & リアリティ 2008/9/2 理研 after Hiyama’s talk at KEK
English class Management
Where is Wumpus Propositional logic (cont…) Reasoning where is wumpus
ストレンジでエキゾチックな K中間子原子核
2019年4月8日星期一 I. EPL 84, (2008) 2019年4月8日星期一.
Hypernuclear gamma-ray spectroscopy at KEK & J-PARC
Y. Fujiwara, Y. Suzuki and C. N., to be published in PPNP;
4体離散化チャネル結合法 による6He分解反応解析
References and Discussion
22 物理パラメータに陽に依存する補償器を用いた低剛性二慣性系の速度制御実験 高山誠 指導教員 小林泰秀
2019/4/22 Warm-up ※Warm-up 1~3には、小学校外国語活動「アルファベットを探そう」(H26年度、神埼小学校におけるSTの授業実践)で、5年生が撮影した写真を使用しています(授業者より使用許諾済)。
チャネル結合AMDによる sd殻Ξハイパー核の研究
奈良女子大学 肥山詠美子 理化学研究所 根村英克 九州大学 上村正康 東北大学 木野康志 東京大学 山中信弘
G-matrix folding modelによる Ξ核の構造・生成
反対称化分子動力学で調べる ハイパー核構造
ストレンジネスで探る原子核 -ハイパー核の世界-
中性子過剰F同位体における αクラスター相関と N=20魔法数の破れ
井坂政裕A, 木村真明A,B, 土手昭伸C, 大西明D 北大理A, 北大創成B, KEKC, 京大基研D
J-PARC meeting 藤岡 宏之 2006/01/31.
The difference between adjectives and adverbs
大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう Kenichi Imai (JAEA)
格子ゲージ理論によるダークマターの研究 ダークマター(DM)とは ダークマターの正体を探れ!
J-PARC E07 J-PARC E07 写真乾板とカウンター複合実験法によるダブルハイパー核の系統的研究 ダブルハイパー核研究の歴史
The Facilitative Cues in Learning Complex Recursive Structures
非等方格子上での クォーク作用の非摂動繰り込み
「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会
Study of precursor phenomena of pionic condensation via parity conversion nuclear reaction on 40Ca Masaki Sasano Pion condensation Phase transition.
課題研究 P4 原子核とハドロンの物理 (理論)延與 佳子 原子核理論研究室 5号館514号室(x3857)
大規模並列計算による原子核クラスターの構造解析と 反応シミュレーション
ハイパー核物理分野から見た K原子核物理へのコメント
Brueckner-AMDの軽い原子核への適用
(K-,K+)反応によるΞハイパー核の生成スペクトル
Spectral Function Approach
現実的核力を用いた4Heの励起と電弱遷移強度分布の解析
Apply sound transmission to soundproofing
Indirect Speech 間接話法 Kaho.I.
軽い原子核の3粒子状態 N = 11 核 一粒子エネルギー と モノポール a大阪電気通信大学 b東京工業大学
Presentation transcript:

Three- and four-body structure of light hypernuclei E. Hiyama (Nara Women’s Univ.)

不安定核 ハイパー核 安定核 安定核 nをどんどん原子核に入れたら 原子核に外から粒子を入れると、構造はどのように変化するか、 ハイペロン n 安定核 Λ 安定核 nをどんどん原子核に入れたら 原子核の構造はどのように変化 するのか? ハイペロンを原子核に入れたら、 その構造はどのように変化するか? 原子核に外から粒子を入れると、構造はどのように変化するか、 という見方では、不安定核もハイパー核も同じ。研究において 共通点がありそう。 お互いの分野のことを勉強すれば、お互いに得ることがあって、 お互いの分野の発展に役に立つかもしれない。(これが動機)

不安定核 パウリ原理が存在 2つのクラスターでできている 原子核に中性子を入れる クラスター 中性子はクラスターの外側につく n パウリ原理が存在 クラスター 中性子はクラスターの外側につく ・どんどん中性子を入れると、 中性子は2つのクラスターに 対して、どういうつき方をするのか? ・外につく中性子が中の2つのクラスター の構造を変化させるのか? (cf. 高励起状態に分子的構造? By 伊藤さんの講演)

ハイパー核 パウリ原理存在なし Λが中からクラスターを引っ張る。 構造をdrasticに変化させる。 クラスターの真ん中にΛが入る。

不安定核の研究 ハイパー核構造研究は、不安定核構造研究に 役に立つ(かもしれない)。 Λ パウリなし Particle decay γ γ Halo 不安定核 ハイパー核 Λ粒子は原子核の 共鳴状態を束縛させることが できる。 ハイパー核構造研究は、不安定核構造研究に 役に立つ(かもしれない)。 ハイパー核と不安定核は、密接に関係がある(と思っている)。 私の本研究会の講演は、ハイパー核の最近の進展、話題と なっている課題を、不安定核の分野へ理解してもらうように話すこと。

原子核物理にとっての基本的かつ重要な課題 バリオン間相互作用を統一的に決めること ハイパー核研究の大きな研究目的の一つ 原子核物理にとっての基本的かつ重要な課題  バリオン間相互作用を統一的に決めること 今、ハドロン分野において Lattice QCDの観点から 核力の研究が行われて 来ている。 バリオン間相互作用に 関する有益な情報を 得ることが今後可能に なるかも・・ 石井さんの講演

相互作用を決める方法:素過程の散乱実験 核子ー核子間散乱実験データ:4,000個 + メソン理論に基づく核力の研究から・・    核子ー核子間散乱実験データ:4,000個 + メソン理論に基づく核力の研究から・・ NN相互作用については、長年の 研究によって、ずいぶん分かってきた。 ハイパー核物理分野では、この矢印の方向へ、バリオン間相互作用の 研究を推し進めようとしている。 では、S=-1のセクターの 相互作用は、どの程度 分かっているのか? S=-2のセクターは?

ハイペロンーハイペロン間散乱実験データ:0個 理論側のモデルが提案する相互作用が、まだまだ不定性が 大きく、不十分 相互作用を決める方法:素過程の散乱実験 ハイペロンー核子間散乱実験データ:40個 ハイペロンーハイペロン間散乱実験データ:0個 核子ー核子間散乱実験データ:4,000個 理論側のモデルが提案する相互作用が、まだまだ不定性が 大きく、不十分 原因:現在の世界のハイパー核実験施設での、 ハイペロンー核子散乱実験が非常に難しい

これまでに提案されてきたYN、YY相互作用作用 Nijmegen model D(ND) Nijmegen model F(NF) Nijmegen soft core (NSC) Julich model A(JA) Julich model B(JB) Fujiwara et al.(quark model) 豊富なNNデータから 作られるNN相互作用     + 少ないYN散乱データ SU(3) 対称性 不定性大 散乱実験に代わる相互作用を決める方法として、 軽いハイパー核の系統的な構造研究が重要となってくる。

X Strategy to determine YN and YY nteractions from the studies of light hypernuclear structure YN and YY interactions based on meson theory: Nijmegen, Ehime, Julich・・   based on constituent quark model: Kyoto-Niigata,・・ using a few-body method My role ① ③ Use Suggest to improve Accurate calculation of hypernuclear structure Few-body, cluster model, shell model, ….. Compare theoretical results with experimental data X ② No direct information Spectroscopy experiments   ・ High-resolution γ-ray spectroscopy experiment   by Tamura and his collaborators   ・ Emulsion experiment   by Nakazawa and his collaborators

ハイパー核物理の研究目的: バリオン間相互作用を統一的に理解すること 長年の研究によって、 理解されるようになった。 近年の実験技術の 発展、理論計算の進歩 によって、S=-1の 相互作用に対する知見が ずいぶん得られるように なった。 J-PARC実験で目指していることは、 S=-2セクターの相互作用の研究 である。 詳しいことは 田村さんの 講演 ここでは、 省略

ハミルトニアンが決まってくる 陽子、中性子、ハイペロンで構成される多体系 の新しい特徴を正確に捉えることが可能

[2] ハイペロンを含むバリオン多体系の構造の研究 ハイパー核分野における研究目的 [2] ハイペロンを含むバリオン多体系の構造の研究 パウリ原理が働かない Λ(不純物) クラスター 原子核 ラムダハイパー核 How is structure? ラムダ粒子という不純物を入れることによって 原子核の構造変化を研究する

Λ粒子の“glue-like role”(糊のような働き) 縮んだハイパー核のサイズを観測するのは可能か? パウリ原理は働かない クラスター Λ Λ shrink 原子核 Λハイパー核 Λ粒子の“glue-like role”(糊のような働き) 縮んだハイパー核のサイズを観測するのは可能か? 不安定核分野 Reaction cross sectionから     11Liの半径が大きいことが発見 不安定核研究の大きな発展 ハイパー核分野 最近までサイズは実験で測定されていない。

One of the interesting phenomena ・ Nuclear shrinkage ・ Resulting reduction of B(E2) due to the addition of Λ particle to the core nucleus Theoretical calculation E. Hiyama et al. Phys. Rev. C59 (1999), 2351. KEK-E419 Λ n Λ n α α 7Li Rα-np Λ p p 6Li Rα-np(6Li) > Rα-np(7Li) Reduced by about 20 % B(E2: 3+→1+:6Li)=9.3 ±0.5e2fm4 →B(E2:5/2+→1/2+:7Li)= 3.6 ±2.1 e2fm4

あらゆる原子核はΛ粒子を入れると、すべて縮むのか? (1)質量11以上の安定原子核の基底状態にΛ粒子を 入れても原子核はほとんど縮まない。 (2)その代わり、ある種の励起状態にΛ粒子を入れると、 原子核は最大で30%縮む

For example α α α α + Λ Λ α α 13C 12C Shell structure Cluster structure 共存

Example :13C Λ Λ α α α 12C Λ +0.86 Loosely coupled α clustering state 0+2 0 MeV 3α threshold Λ 0+1 Shell-like compact state -7.27 How is the structure change when a Λ particle is injected into 2 kinds of 0+ states in 12C ?

α α α O O C This difference comes from the state dependence of nucleon The density of α―α relative motion as a function of α―α distance. α excitate-state C α α C O Drastic shrinkage ground-state O C C C No change This difference comes from the state dependence of nucleon density distribution in core nucleus.

12C 13C B(E2):Reduced B(E2) B(E2):Enhanced B(E2):No change 2+2 cluster-like states 0+2 3αthreshold 2+2 2+1 B(E2):Reduced shell-like states B(E2) 0+2 0+1 B(E2):Enhanced 12C 2+1 α B(E2):No change 0+1 α 13C α α α Λ α Λ

B(E2)を測定することで、どの状態がクラスター的な状態で、 どの状態がシェル的な状態かを見分けることができる。 今後、田村さんの実験でどんどんγ線が 測定されることだろう。 きっとハイパー核もリッチな構造状態が現れることを 期待・・。 クラスター的状態、シェル的状態が共存している系に ラムダ粒子を入れた場合の構造変化は、エネルギーレベルにも 現れる。

Schematic illustration shell-like states α-clustering states Does energy gain go in parallel way for all the states? No ! 2+2 0+2 2+1 2+2 0+2 01+ 2+1 A≥10 core nucleus 01+ Λ A≥11 Λ hypernucleus

Energy gain by Λ-particle addition ΔE(shell-like) > ΔE(clustering) state clustering state shell-like state Level crossing A≥10 core nucleus A≥11 Λ hypernucleus

For example of level crossing : 12C and 13C Λ α α α α α α Λ 13C 12C Λ

Level crossing between shell-like state and clustering state shell-like states ← clustering states shell-like states B =7.83MeV Level crossing B (EXP,CAL)=11.69MeV

クラスター状態やシェル状態が共存しているような系(12C) にΛを投入することによって起こる構造変化が12Cのエネル ギーレベルによって、異なることを明らかにした。 Λ ここまでは、シングルラムダハイパー核のお話・・

What is the structure when one or more Λs are added to a nucleus? + + + + ・・・・ Λ Λ Λ Λ Λ It is conjectured that extreme limit, which includes many Λs in nuclear matter, is the core of a neutron star. nucleus In this meaning, the sector of S=-2 nuclei , double Λ hypernuclei and Ξ hypernuclei is just the entrance to the multi-strangeness world.  However, we have hardly any knowledge of the YY interaction  because there exist no YY scattering data. Then, in order to understand the YY interaction, it is crucial to study the structure of double Λ hypernuclei and Ξ hypernuclei.

Recently, the epoch-making data   has been reported by the    KEK-E373 experiment. Observation of  6He ΛΛ Uniquely  identified  without  ambiguity for the first time Λ Λ α+Λ+Λ α 7.25 ±0.1 MeV 0+

Approved proposal at J-PARC “Systematic Study of double strangness systems at J-PARC” by Nakazawa and his collaborators It is difficult to determine (1)spin-parity (2)whether the observed state is the ground state or an excited state My theoretical contribution using few-body calculation comparison Emulsion experiment Theoretical calculation input: ΛΛ interaction to reproduce the observed binding energy of  6He ΛΛ the identification of the state

Therefore, the 4-body calculation has predictive power. Hoping to observe new double Λ hypernuclei in future experiments, I have predicted level structures of these double Λ hypernuclei within the framework of the α+x+Λ+Λ 4-body model. E. Hiyama, M. Kamimura, T. Motoba, T.Yamada and Y. Yamamoto Phys. Rev. C66, 024007 (2002) Λ Λ x α 3He x = t n p d = = = = = 7He 7Li 8Li 8Li 9Be ΛΛ ΛΛ ΛΛ ΛΛ ΛΛ

Spectroscopy of ΛΛ-hypernuclei E. Hiyama, M. Kamimura,T.Motoba, T. Yamada and Y. Yamamoto Phys. Rev. 66 (2002) , 024007 By comparing this theoretical prediction and future experimental data, we can interpret the spectroscopy of those double Λ hypernuclei.

今後のダブルΛ核実験結果と理論研究とのタイアップによって、 ΛΛ相互作用について、有益な情報がもたらされるだろう。 そして、ダブルΛ核の詳細な構造研究が、どんどん明らかに なるだろう・・。

For the study of ΞN interaction, it is important to study Ξ hypernucleus ΞN interaction nucleus For the study of ΞN interaction, it is important to study structure of Ξ hypernuclei. However, so far there was no observed Ξ hypernuclei. Then, it is important to predict theoretically what kinds of Ξ hypernuclei will exist as bound states.

α Ξ- Ξ- Ξ- α α α α α Ξ- 6He+Ξ-- 9Be+Ξ-- 11B+Ξ-- p n n p n p Ξ- Ξ- For this purpose, recently, I studied these Ξ hypernuclei. p n n p n p α Ξ- Ξ- Ξ- 5Li+Ξ- d+Ξ-- t +Ξ-- Ξ- t n n Ξ- n α α α α α Ξ- 6He+Ξ-- 9Be+Ξ-- 11B+Ξ-- (ESC04) ΞN interaction to reproduce the experimental data of 12C(K-,K+) reaction   ・T. Fukuda et al. Phys. Rev. C58, 1306, (1998);   ・P.Khaustov et al. Phys. Rev. C61, 054603 (2000).

α α Spectroscopy of Ξ hypernuclei at J-PARC t α α α α n n p n n n n n Ξ- n Ξ- t n p n n n n n α p Ξ- Ξ- α α α Ξ- Ξ- α α pn+Ξ pnn+Ξ 5He+Ξ 6He+Ξ 9Be+Ξ 11B+Ξ d+Ξ αn+Ξ -2 1/2 + (α+Ξ)+nn 4 1- 1/2+ t +Ξ 2- 11B+Ξ 1+ (α+α+Ξ)+n 0+ 2- 1- 1- 2-

First observation of Ξ hypernucleus Approved proposal at J-PARC ・E05 “Spectroscopic study of Ξ-Hypernucleus, 12Be, via the 12C(K-,K+) Reaction” by Nagae and his collaborators Day-1 experiment K+ K- p Ξ- 11B 11B 12C Ξ hypernucleus First observation of Ξ hypernucleus This observation will give information about ΞN interaction.

α α Spectroscopy of Ξ hypernuclei at J-PARC t α α α α n n p n n n n n Ξ- n Ξ- t n p n n n n n α p Ξ- Ξ- α α α Ξ- Ξ- α α 0 MeV pn+Ξ pnn+Ξ 5He+Ξ 6He+Ξ 9Be+Ξ 11B+Ξ d+Ξ αn+Ξ -2 1/2 + (α+Ξ)+nn 4 1- 1/2+ t +Ξ 2- 11B+Ξ 1+ (α+α+Ξ)+n 0+ 2- 1- 1- 2-

Concluding remark GSI JLAB J-PARC DAΨNE J-PARC Multi-strangeness system such as Neutron star GSI JLAB DAΨNE J-PARC J-PARC