Vlasov simulations of cosmic neutrinos in the large-scale structure of the unvierse
Publicly Offered Research
| Project Area | Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future - |
|---|
| Project/Area Number |
18H04336
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
吉川 耕司 筑波大学, 計算科学研究センター, 講師 (70451672)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
|
| Budget Amount *help |
¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
|
|---|
| Keywords | 宇宙大規模構造 / ニュートリノ / Vlasovシミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、宇宙大規模構造形成における質量を持つニュートリノの力学的影響を、無衝突ボルツマン方程式(ブラソフ方程式)を直接数値積分するブラソフシミュレーションによって行うことで、従来のN体シミュレーションで得られる結果と比べてショットノイズの無いクリーンな数値シミュレーションを行うことに成功した。
更に、熱速度がほぼ無視できるコールドダークマターの運動は従来のN体シミュレーションによって計算し、ニュートリノの運動をブラソフシミュレーションで計算する新たなハイブリッドな数値シミュレーション手法を開発することに成功した。
この新しい手法によって得られた数値シミュレーション結果によって、宇宙大規模構造の密度揺らぎのパワースペクトルやダークマターハローの質量関数といった統計量に対するニュートリノの力学的影響については、従来のN体シミュレーションによる結果と整合的な結果を得た。一方、ニュートリノの質量によって宇宙大規模構造のフィラメント構造に沿ったニュートリノの速度分散の分布構造が大きく異なることを見出した。
更に、宇宙大規模構造の形成過程において発生するダークマターとニュートリノの相対速度によってダークマターハローの下流部に形成されると予言されていたニュートリノ航跡が実際に形成されることを数値シミュレーションによって初めて確認した。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
