| Project/Area Number |
20H01901
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村瀬 孔大 京都大学, 基礎物理学研究所, 特任准教授 (00839433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 宇宙線 (理論) / 素粒子(理論) / 宇宙物理(理論) / 原子核(理論) / 理論天文学 / マルチメッセンジャー / ニュートリノ / ガンマ線 / 超高エネルギー宇宙線 / 活動銀河 / ガンマ線バースト / 宇宙線(理論) / 宇宙線（理論) / 宇宙物理（理論） / 素粒子（理論） / 原子核（理論) |
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| Outline of Research at the Start |
高エネルギー宇宙ニュートリノの発見は宇宙粒子物理学におけるブレークスルーをもたらし、天体現象や素粒子物理を探るための新たな道が開かれた。一方でその起源と生成機構は大きな謎となっており、それらを解明することは50年来の問題である超高エネルギー宇宙線の起源にも関わるため重要である。近年村瀬らは高エネルギーニュートリノとガンマ線、超高エネルギー宇宙線の間の関係を理論的に明らかにし、三種の高エネルギー宇宙粒子の主な起源が統一的に説明できる可能性を示した。本研究では宇宙粒子大統一モデルの精査を行うと共に、超巨大ブラックホールの近傍や超新星などの極限天体で高エネルギー粒子生成が起きている可能性を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギーニュートリノ、高エネルギーガンマ線、超高エネルギー宇宙線の三種類の高エネルギー宇宙粒子背景放射の起源について、2019年に提案した活動銀河コロナからの高エネルギー放射理論(Murase, Kimura & Meszaros 2020 PRL)の研究を深化させた。特に開発したマルチメッセンジャー放射コードを用いて近傍セイファート銀河からのニュートリノ信号の検出可能性を評価した。また活動銀河コロナと低高度銀河の高温降着円盤によってニュートリノ背景放射が統一的に説明できることを指摘し、降着円盤に存在する熱的電子による逆コンプトン放射でMeVガンマ線放射を説明する新しい可能性を見出した。更に超新星からの高エネルギー放射を包括的に計算するコードの開発を進め、特にマグネターと呼ばれる強磁場中性子星からのパルサー風によって加速された電子からの高エネルギー放射の詳細な計算を行った。いくつかの超新星についてALMAとNOEMAによる観測で得られた電波データの解析を行い、その結果と組み合わせることで極光度超新星のマグネターモデルへの重要な制限を得た。また可視光で観測された極光度超新星の光度曲線の変動をマグネターモデルで説明可能かどうかを調べた。マグネターは高速電波バーストの起源天体とも考えられており、系内マグネターSGR 1935+2154からのバースト放射機構について一般的な制限を行った。また活動銀河の降着円盤で起きるコンパクト連星合体について一般的な考察を行い、降着円盤風によるフィードバックの重要性を指摘し、その環境で起きるかもしれない継続時間の短いガンマ線バーストからの高エネルギー放射のモデルを提案した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウィルスの影響により、ポスドクのZhang氏の雇用が遅延した影響があった。研究会への出席、情報収集、発表や海外研究者との共同研究に支障があったものの、コンパクト天体からの高エネルギー放射のモデル構築などを中心に、概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
粒子伝搬コードの開発を進め、活動銀河ジェット天体における宇宙線伝搬とそれに付随するニュートリノ放射と多波長電磁放射を計算するコードを完成させる。
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