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G G 行行行行行行行行行行行行 行行行行行行行行行行行行 - - 行行行行行行行行行 行行行行行行行行行 2008/12/25 RCNP 行行行行行行 行行 行行行行行 行行 行行 行行行行行 ()

G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

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2008/12/25 RCNP. G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出. 都留文科大学    山本 . 共同研究者 古本 櫻木 (大阪市大). G-matrix interaction を使うことの意味 核力に基づく理解      核模型における有効相互作用. 核内での核力の特徴が G-matrix を通して現れる. たとえば、 nuclear saturation property density-dependent effective interaction central/LS/tensor components. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

GG 行列理論に基づくバリオン行列理論に基づくバリオン -- 核間相互作用の導核間相互作用の導出出

2008/12/25 RCNP

都留文科大学   山本 

共同研究者 古本 櫻木 (大阪市大)

Page 2: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

G-matrix interactionを使うことの意味     核力に基づく理解     核模型における有効相互作用

核内での核力の特徴が G-matrixを通して現れる

たとえば、nuclear saturation property density-dependent effective interaction central/LS/tensor components

Page 3: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

T = V+VPT = V   +   VPV   +   VPVPV   +  ・・・

Ladder sum

P に多体効果を入れると T が G になる媒質中での 2 体散乱

Page 4: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Continuous choice Gap choice + 3-body cluster terms

Page 5: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Nuclear saturation given by various NN potentials (G-matrix calculations)

Gap choice

Continuous choice

Repulsive three-body effect in high-density regionis necessary for nuclear saturation

E/AE/A でで 44 ~~ 5 MeV5 MeV の差の差これは大きいこれは大きい

Page 6: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Baldo et al. arXiv:astro-ph/0312446

4ρ0

LOBT(C.C.) は高密度まで信頼できる !!!

Page 7: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Role of Three-Body Interaction Role of Three-Body Interaction (TBA+TBR) is essential for (TBA+TBR) is essential for saturation problem saturation problem

LOBT with continuous choice is reliable LOBT with continuous choice is reliable up to high density up to high density

G 行列理論に基づく nuclear saturation

Page 8: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

For nuclear saturation, role of TBFTBF is indispensable !

●Attraction at low densities

●Repulsion at high densities

TypicallyFujita-Miyazawadiagram

Phenomenological TBRTBR by Illinois group for instance

Page 9: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Derivation of effective two-body potential from TBF    by Kasahara, Akaishi and Tanaka

TBATBA

Fujita-Miyazawa diagram

Page 10: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

TBRTBR は実在する!は実在する!

Saturation curve (incompressibility) に不可欠中性子星の最大質量・・・

その起源は ? Pure phenomenological Meson exchange diagrams Relativistic (Z-diagram) ・・・

Page 11: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Phenomenological modeling ofTThree-BBody RRepulsion in ESC04

Three-body force due to triple-meson correlation

Reduction of meson massReduction of meson mass in medium

MV(ρ)=MV exp(-αρ) for vector mesons

Medium-Induced Repulsion

Universal amongUniversal amongNNN, NNY, NYY…NNN, NNY, NYY…

Necessary for maximum massof neutron star

Page 12: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

TBA

TBRBaldo

Similar curve is obtained

Page 13: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Maximum-mass problem of neutron stars

Importance of universal TBR

Page 14: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

G G は は ωω と と kkFF    (Q(Q を通じて) に依存するを通じて) に依存する

モデル化して有限系に適用( nuclear-matter G-matrix + LDA)例えばDensity-Dependent interaction( ω-dep を kF-dep に吸収する)

 散乱問題への応用では G(r; kF, Ein)

Page 15: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

OMP derived from G-matrix interaction

ω

Imaginary partω-rearrangement

incident energy

Page 16: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Old calculation by Kasahara-Akaishi-Tanaka

CEG83

Page 17: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

From CEG83 to CEG07From CEG83 to CEG07

Modern NN interaction model ESCESC

Continuous choice for intermediate spectra

Including TBA (Fujita-Miyazawa) + TBR

Up to higher partial waves

on the basis of saturation mechanismon the basis of saturation mechanism

Page 18: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

16O + 16O elastic scattering E/A = 70 MeV

DFMWDFMDFM WiNVU

T.Furumoto, Y. Sakuragi and Y. Yamamoto, (Submitted to Phys.Rev.C rapid communication)

Effect of three-body force

Page 19: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

同じ処方箋でhyperon-nucleus potential を攻めてみよう

Page 20: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Nijmegen soft-core models    (NSC89/97, ESC04/07)

Origin of cores pomeron ω mesonRepulsive cores are similar to each other in all channels

Tamagaki’s Quark Pauli-forbidden states ?

Different fromQuark-model core

ハイパー核で領域Ⅲを見れるか?ハイパー核で領域Ⅲを見れるか?原子核現象を通じて核力の領域 III の異なるmodeling を区別することはできなかった

Page 21: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

PS, S, V, AV nonets

PS-PS exchange

(ππ),(πρ),(πω),(πη),(σσ)

not taken

ESC04 modeling

+(π K),(π K*) ・・・ strangeness exchange

ESC07

small spin-orbit interactionsmall spin-orbit interactionQuark-model-like coreQuark-model-like core

Page 22: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

∑-Nucleus potentials U∑

Intermediate states in (π,K) reactions

∑-nucleus scattering

・・・・・

Interesting problems repulsive ? isospin-dependence spin-orbit interaction imaginary parts (scattering & conversion)

Page 23: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Are repulsive ∑-potentials obtained from Nijmegen models?

No (maybe) standard NSC/ESC modeling in spite of elaborate works by Rijken

NHC-F okbut…

Import the feature of quark model !

Page 24: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

       21S0 23S1 41S0 43S1 sumFss 6.1 -20.2 -8.8 48.2     +9.8fss2 6.7 -23.9 -9.2 41.2   +7.5

variousNijmegenModels

QM-basedmodels

Page 25: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

K. Shimizu, S. Takeuchi and A.J. BuchmannK. Shimizu, S. Takeuchi and A.J. Buchmann, PTP, Suppl. 137(2000)

Feature of QM core

Almost Pauli-forbidden states

Page 26: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Adjust V[51

Pauli-forbidden state exist in V[51]

Page 27: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Assuming“equal parts” of ESC and QM are similar to each other

Almost Pauli-forbidden states in [51] are taken into account by changing the pomeron strengthsfor the corresponding channels

ESC core = pomeron + ω

ggPP sqrt(sqrt( 2.52.5 ) ) ggPP

ESC07 modelsESC07 models

Recent Nijmegen approachRecent Nijmegen approach

Page 28: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出
Page 29: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

∑-nucleus folding potential derived from complex G-matrix

G∑N(r; E, kF)

In N-nucleus scattering problemphysical observables can be reproduced with “no free parameter”

Optical potentialOptical potential

Page 30: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出
Page 31: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

If mIf m∑∑* * > 1 then U’> 1 then U’∑ ∑ < 0 < 0

Effective Mass and E-dependence of U∑

with ESC07

relation

Page 32: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出
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U∑(real) canceling が効くW∑ には”2乗和”で効く Wscatt が大きい理由

ESC07

Pauli-forbidden states

Page 35: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Improved LDA by JLMPhys. Rev. C10 (1974) 1391

simple LDA : U(ρ(r),E)

Page 36: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

by Maekawa, at al.

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NW*Uimag

NW=0.65Same as NA case

In general, G-matrix overestimates Uimag as seen in N-nucleus systems

Page 38: G 行列理論に基づくバリオン - 核間相互作用の導出

Summary

G-matrix method (nuclear matter approach)is very powerful to describe N-nucleus andNucleus-nucleus scattering observablesstarting from realistic NN interaction models

On the same ground ∑-nucleus potentials arederived from realistic YN interaction models and compared successfully with (π,K) data

Challenging physics : Universal TBR Pauli-forbidden states in ∑N