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機能創造理工学科の高柳 和雄教授が参加する研究グループの成果がNature誌に論文として掲載されます

2020年11月05日

原子核の存在限界を説明した本研究のイメージ図。赤の四角は本研究で説明されたフッ素(F) 、ネオン(Ne)、ナトリウム(Na)のドリップラインであり、ピンクの四角はマグネシウム(Mg)のドリップラインに対する本研究での理論的予言である。下には計算に用いたスーパーコンピュータ京の写真を掲載した。

機能創造理工学科の高柳 和雄教授の研究成果が Nature 誌に掲載されます。以下にプレスリリースを引用します。

 原子核は陽子と中性子の塊であり、陽子や中性子の数が最大いくらになれるかは、学術上重要な基本的問題である。陽子の数(Z)の上限は最も重い元素を意味する。一方、ある元素において最大の中性子数(N)の原子核は中性子ドリップラインと呼ばれ、その全容は分かっていない。ドリップラインは宇宙での元素合成などにも関わり、学際的な意義も大きい。
 本研究では、ドリップラインが決まる新たなメカニズムを理論的に解明した。伝統的には、中性子が入れ物(平均ポテンシャル)に入りきれなくなってドリップラインになると考えられてきた。今回の対象となった元素ではそれは該当せず、原子核の形が球から楕円体へ変形して起こる結合エネルギーの増減がドリップラインに重要であることを示した。
 本研究では、素粒子の根本理論である量子色力学(QCD)から始め、原子核中での有効核力を求め、ドリップラインや励起エネルギー準位を第一原理的にスーパーコンピュータでのシミュレーションで計算し、実験データとの一致を見た。本研究の成果は Nature 誌に本論文として掲載される。図に研究内容の端的なイラストレーションが示されている。

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プレスリリース全文(1.02 MB)

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