[論文レビュー] Resonances in 28Si+28Si. II

E. Uegaki, Yasuhisa Abe|arXiv (Cornell University)|May 22, 2012

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、回転対称性に欠ける三軸的かつ軸対称でない平衡配置と、扁平な核の接触によるK混合を考慮した二核分子モデルを用いて、28Si+28Si系における高スピン共鳴状態を調査している。モデルは、ストラスブールで得られた実験データと一致する理論的予測を示し、角分布、角相関、およびスピン非整合性をうまく説明しており、特徴的な角相関パターンを通じて明確な振動モードを同定している。

ABSTRACT

Resonances observed in the 28Si+28Si collision are studied by the molecular model. In the preceding paper, it is clarified that at high spins in 28Si+28Si (oblate-oblate system), the stable dinuclear configuration of the system is equator-equator touching one, and that the axially asymmetric shape of the stable configuration of 28Si+28Si gives rise to a wobbling motion ($K$-mixing). There, the normal modes around the equilibrium have been solved and various excited states have been obtained. Those states are expected to be the origin of a large number of resonances observed. Hence their physical quantities are analyzed theoretically. The results are compared with the recent experiment performed in Strasbourg and turn out to be in good agreement with the data. Disalignments between the orbital angular momentum and the spins of the constituent 28Si nuclei in the resonance state are clarified. Moreover the analyses of the angular correlations indicate characteristic features for each normal-mode excitation. Thus it is possible to identify the modes, and a systematic experimental study of angular correlation measurements is desired.

研究の動機と目的

• 高エネルギー領域における28Si+28Si散乱で観測された鋭い高スピン共鳴状態の起源を説明すること。
• 弾性および非弾性チャンネルの角分布および角相関を分析し、それらの背後にある振動モードを特定すること。
• 共鳴状態における軌道的角運動量と構成核スピンとの間の非整合性を明確にすること。
• IReSストラスブールの実験データと比較することで、共鳴状態の物理的性質を同定すること。
• 軸対称でない三軸的分子系における正規モード励起を同定する理論的枠組みを確立すること。

提案手法

• 扁平な核同士の接触を考慮した三軸的かつ軸対称でない配置に、分子モデルを拡張し、K混合およびウッテリング運動を含める。
• 非対称回転子のハミルトニアンを対角化することで、観測された共鳴ピークに対応する低エネルギー励起状態を求める。
• 一般化されたチャンネル波動関数をオイラー角と回転関数を用いて構築し、クレブシュ＝ゴルダン係数を介して結合する。
• 分子座標系（θ₁, θ₂, θ₃）と内部変数（R, α, β₁, β₂）を定義し、オイラー角を分子軸に一致させるように再定義する。
• チャネル波動関数とモデル波動関数の重なり積分を、ウィグナーD関数および球面調和関数を用いて計算する。
• 内部波動関数と整合性を持つように、位相因子 D = μ³/²R²I₁sinβ₁I₂sinβ₂ を用いて正規化を調整する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Ecm = 55.8 MeV における28Si+28Si散乱で観測された鋭い高スピン共鳴状態の物理的起源は何か？
• RQ2 弾性および非弾性チャンネルにおける角分布および角相関は、分子系の内部ダイナミクスをどのように反映しているか？
• RQ3 共鳴状態において、断片のスピンは軌道的角運動量からどの程度非整合的であるか？
• RQ4 観測された共鳴ピークに対応する振動モードの正規モードは何か、そして実験的にどのように同定できるか？
• RQ5 28Si+28Si系の三軸的かつ軸対称でない平衡配置は、共鳴状態の構造にどのように影響を与えるか？

主な発見

• Ecm = 55.8 MeV における弾性および非弾性散乱の理論的角分布は、実験データと非常に良好に一致しており、特にL = 38の状態ではJ = 38の支配的状態であることが示唆されている。
• 振動的角分布の振動およびγ線の角相関におけるm = 0の特徴的なパターンにより、軌道的角運動量と構成核スピンの非整合性が確認された。
• 角相関データは、それぞれの正規モード励起に対して明確なパターンを示しており、特定の振動モードの同定が可能である。
• モデルは、共鳴状態で観測された非弾性崩壊幅の増大と、数keV程度の小さな弾性幅をうまく説明している。
• 共鳴エネルギーおよび幅の理論的予測は、ストラスブールの実験データと一致しており、高スピン共鳴状態に対する分子モデルの妥当性が裏付けられた。
• 三軸的平衡状態におけるK混合およびウッテリング運動が、共鳴構造の主要因であることが確認された。