[論文レビュー] Collective Excitations and Pairing Effects in Drip-Line Nuclei -- Continuum RPA in Coordinate-Space HFB --

Masayuki Matsuo|ArXiv.org|Feb 8, 2002

Nuclear Physics and ApplicationsPhysics and Astronomy被引用数 17

ひとこと要約

本稿は、滴線核の線形応答において、粒子-空孔および粒子-粒子（対応）相関を同時に扱う座標表示ハートリー＝フォック＝ボゴリューボフ（HFB）理論における自己整合的連続クーパー励起状態RPA（QRPA）フレームワークを提示する。動的対相関—静的平均場効果を超えたもの—が中性子過剰酸素同素体における低エネルギーE1強度および四重極集団性を顕著に増幅することを示し、非自己整合的アプローチで見られる和則の破れを解消する。

ABSTRACT

We discuss novel features of a new continuum RPA formulated in the coordinate-space Hartree-Fock-Bogoliubov framework. This continuum quasiparticle RPA takes into account both the one- and two-particle escaping channels. The theory is tested with numerical calculations for monopole, dipole and quadrupole excitations in neutron-rich oxygen isotopes near the drip-line. Effects of the particle-particle RPA correlation caused by the pairing interaction are discussed in detail, and importance of the selfconsistent treatment is emphasized.

研究の動機と目的

• 滴線核の線形応答理論を発展させ、連続状態効果と対相関を同時に取り入れること。
• 従来の手法が対相関を無視する、BCS近似を用いる、またはppチャネルにおける動的RPA相関を含まないという限界を克服すること。
• HFB基底状態と線形応答方程式の両方において自己整合性を保つことで、エネルギー加重和則の保存を確実にすること。
• 動的対相関が低エネルギー集団モード（例えばピグミー磁気双極子励起と中性子振動）の形状に果たす役割を調査すること。
• 不安定で弱く束縛された核に対して、座標表示HFBにおける完全な対相関を含む連続QRPAの初の一貫したフレームワークを提供すること。

提案手法

• クーパー励起状態の2成分波動関数を用いて、座標表示HFBにおける連続QRPAを定式化。
• 平均場（ph）と対応（pp）相互作用を含む2×2行列ハミルトニアンを用い、通常密度および対密度から自己整合的ポテンシャルを導出。
• HFBグリーン関数を用いて、1準粒子および2準粒子伝播を組み込んだ、非摂動的応答関数を構築。
• phおよびppチャネルにおける残余相互作用を含む線形応答方程式を解き、HFB基底状態と自己整合性を保つ。
• 現実的な有効相互作用を用いて、中性子過剰酸素同素体（16–24O）におけるモノポール、ダイポール、四重極励起を計算する。
• 複素エネルギーの極と適切な境界条件を用いて連続状態を含む球対称座標表示基底を用いた数値計算を実施。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ppチャネルにおける動的対相関は、滴線に近い中性子過剰核における低エネルギーE1強度にどのように影響するか？
• RQ2 phおよびppチャネルにおける自己整合的RPA相関は、非自己整合的アプローチと比較して、集団モードの記述をどの程度改善するか？
• RQ3 対相関と連続状態効果を両方含む連続QRPAフレームワークにおいて、エネルギー加重和則を保存できるか？
• RQ4 22Oおよび他の中性子過剰酸素同素体における低エネルギーE1強度（ピグミー双極子共鳴）の起源は何か？
• RQ5 2準粒子逸脱チャネルの取り入れは、集団励起スペクトルにどのように影響するか？

主な発見

• ppチャネルにおける動的対相関は、22Oにおける約8 MeV付近の低エネルギーE1強度を顕著に増幅させるが、これは静的HFBや非自己整合的アプローチでは捉えられない。
• エネルギー加重和則の正確な保存は、静的および動的対相関を自己整合的に含めた場合にのみ達成され、図8の破線が示すように、和則の破れが非自己整合的アプローチで生じることを裏付けている。
• 18–24Oにおける低エネルギーE1強度は中性子数に伴い増加し、24Oでは15 MeV未満でTRK和則の21%に達する。これは強い集団性を示唆する。
• 遷移密度解析（図7）は、低エネルギーE1モードが表面領域における陽子と中性子の協同的運動を示しており、外側では中性子が支配的であることを示し、ピグミー共鳴の特徴に一致する。
• 低エネルギー強度の増幅は、非摂動的連続状態そのものによるものではなく、異なる2準粒子中性子配置を混合するRPA相関に起因する。
• 中性子過剰同素体における四重極モードは、特に2準粒子チャネルにおける対誘起相関によって駆動される顕著な集団的挙動を示す。