1 / 21

中重核領域における 原子核殻模型計算

中重核領域における 原子核殻模型計算. N. Shimizu Univ. of Tokyo T. Otsuka Univ. of Tokyo/CNS/RIKEN T. Mizusaki Senshu Univ. M. Honma Aizu Univ. Y. Utsuno JAEA. 原子核構造計算の目的. 原子核 ... 有限個の陽子 ( Z ) と中性子 ( N ) の集合. フェルミオン多体系 有限量子多体系の記述の難しさ. 励起スペクトル 遷移確率 モーメント . 原子核殻模型においては

merrill
Download Presentation

中重核領域における 原子核殻模型計算

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 中重核領域における原子核殻模型計算 N. Shimizu Univ. of Tokyo T. Otsuka Univ. of Tokyo/CNS/RIKEN T. Mizusaki Senshu Univ. M. Honma Aizu Univ. Y. Utsuno JAEA

  2. 原子核構造計算の目的 原子核 ... 有限個の陽子(Z)と中性子(N)の集合 フェルミオン多体系 有限量子多体系の記述の難しさ 励起スペクトル 遷移確率 モーメント ... 原子核殻模型においては 扱うべきハミルトニアン行列の次元の大きさ

  3. 原子核構造計算の趨勢 0 50 100 質量数A 少数系の精密計算 Green Function Monte Carlo No-core Shell Model, etc. ガウス展開法 (AMD等) 原子核殻模型 集団運動模型 相互作用するボゾン模型 Mean-Field calc. (Skyrme, Gogny Hartree-Fock) Relativistic Mean Field calc. + Generator Coordinate Method, etc.

  4. 原子核殻模型における計算の困難 56Niは、40Caを閉殻として、1f7/2,2p3/2,1f5/2,2p1/2の４本の軌道、２０個の一粒子軌道に８粒子が存在する。すべての配位の配位混合を考慮して固有状態を求めたい。 例　56Niの殻模型計算における配位 × ... 粒子　　○... ホール 単純に考えて の配位の配位混合がありうる。 空間の対称性を考慮に 入れても1.1x109次元の行列の 対角化が必要となる。

  5. 魔法数 原子核殻模型による構造計算 最近の展開 伝統的な模型空間 82-126 中重核領域 2d3/2,3s1/2, h11/2 50-82 1d5/2,2g7/2 pfg (本間さん） pf-shell sd+pf （宇都野さん) sd-shell Ref. M.G.Meyer and J.H.D.Jensen, Elementary Theory of Nuclear Shell Structure p.58(1955)

  6. 中重核領域への原子核殻模型への適用 56Baアイソトープにおける次元数 56Baアイソトープ 模型空間 ... Z=50-82, N=82-126 旧来の対角化法では、このような巨大次元の行列の対角化は困難 方法論の発展と 計算機資源の増強

  7. 殻模型計算におけるさまざまなアプローチ • Lanczos法による厳密対角化 • conventional t-particle t-hole truncation scheme • VAMPIRE (Variation After Mean-Field Projection In Realistic model space) • 密度行列繰り込み群法 • Shell Model Monte Carlo (量子モンテカルロ法） • モンテカルロ殻模型(MCSM) • GCM, TDA, RPA, .... 量子モンテカルロ法 ハミルトニアンHは２体演算子 虚時間発展 Hubbard-Stratonovich 変換 ハミルトニアンh（s） 1体演算子+補助場 波動関数を得られない 不符号問題 補助場sはモンテカルロ積分される

  8. 大次元殻模型計算におけるモンテカルロ的解法（モンテカルロ殻模型,MCSM)大次元殻模型計算におけるモンテカルロ的解法（モンテカルロ殻模型,MCSM) MCSM 基底を補助場モンテカルロ法に基づいた式から求める: 補助場s: ガウス分布に従って 発生させた乱数のセット これらのMCSM基底によって作られた部分空間で 波動関数を記述する MCSM次元（~40) これらのMCSM基底は、乱数に基づいて生成された多数の基底から 固有値を下げるように選ばれた少数の(~40)基底である。

  9. Stochastic “importance” truncation Monte Carlo Shell Model 計算量のほとんどは浮動小数点演算 並列計算可能 (厳密対角化は並列化が困難）

  10. MCSM基底 カノニカル多体基底 ... 調和振動子基底の生成演算子 Slater 行列式 粒子数射影 HFB 波動関数 対相関が取り入れられる 一体ハミルトニアンの演算によって 基底の表現を変えない （Baker-Haussdorf theorem) 対称性の回復 Projection method

  11. MCSMの収束性 56Ni MCSM results (FPD6 interaction) 8 protons and 8 neutrons in pf-shell 1.1 x 109 M-scheme dimension Slater determinant MCSM basis MCSM basis dimension Ref. T.Otsuka, M.Honma,T.Mizusaki, N.Shimizu, and Y.Utsuno Prog. Part. Nucl. Phys. 46 319(2001)

  12. MCSMと従来の対角化計算との比較 56Ni in pf-shell t-particle t-hole truncation v.s. MCSM calculation Ref. T.Otsuka, M.Honma,T.Mizusaki, N.Shimizu, and Y.Utsuno Prog. Part. Nucl. Phys. 46 319(2001)

  13. MCSMにおける並列計算 対称性の回復(課運動量射影) MCSMの並列計算効率

  14. Alphleet-1 since 1999 Compaq DS-20 (Alpha 2cpu) x 73 Myrinet network RIKEN

  15. Alphleet-2 since 2002 HP ES-45(Alpha 4cpu) x 28 HP GS-1280(Alpha 32cpu) x 2 Myrinet network Dept. of Physics, Univ. of Tokyo CNS, Univ. of Tokyo RIKEN

  16. Dell Intel Xeon (2cpu) x 20 Gigabit Ethernet x86 Linux サーバ Since 2003 HP AMD Opteron (2cpu) x 8 Gigabit Ethernet Since 2005

  17. 殻模型計算におけるさまざまなアプローチ Exact calculation for 56Ni (?) MCSM for 56Ni Ref. T.Otsuka, M.Honma,T.Mizusaki, N.Shimizu, and Y.Utsuno Prog. Part. Nucl. Phys. 46 319(2001)

  18. Semi-magic nuclei (spherical) 四重極集団運動状態のB(E2)遷移確率 axial deformation triaxial deformation axially symmetric deformation Experimental value O(6) SU(3) U(5) 軸対称変形、球形、 非軸対称変形状態 の間の遷移領域を 殻模型で微視的に 記述する。

  19. Semi-magicnuclei (spherical) B(E2;0+→2+) MCSMによる計算結果 axial deformation triaxial deformation axially symmetric deformation exp. MCSM 単一の取り扱いのもと、 ３つの典型的な 集団運動状態と その間の遷移状態の 記述に成功した。 ( )

  20. MCSM 2+1 g factor 4+1 g factor Magnetic moment of Xe isotopes (g factors) Experiment:G. Jakob et al. Phys. Rev. C65, 024316 (2002) truncated shell model calc. (N=64 and Z=64 subshells assumed) IBM-2 Z/A N Large model space solves the problem naturally. Spin quenching 0.7

  21. Summary • 計算方法論の発展と計算機資源の増強によって、原子核殻模型計算を中重核領域に適用可能とした。 • 中重核領域における有限多体量子系に特有な緩やかな遷移を記述した。

More Related