2022 Fiscal Year Final Research Report

Studying supernova explosions via their neutrino emissions

Planned Research

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Project Area	Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
Project/Area Number	17H06365
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Vagins Mark 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (90509902)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松古栄夫大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 助教 (10373185) 住吉光介沼津工業高等専門学校, 教養科, 教授 (30280720) 小汐由介岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (80292960) 原田了国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 基礎科学特別研究員 (80844795)
Project Period (FY)	2017-06-30 – 2022-03-31
Keywords	ニュートリノ / 超新星 / シミュレーション / 重力波 / ガドリニウム
Outline of Final Research Achievements	Supernova explosions are responsible for the existence of life itself, for they are the source of all elements heavier than helium. The next galactic supernova will provide unprecedented opportunities for scientific study. To look inside the exploding star itself and get the most complete picture, it will be necessary to have both the best possible theoretical models of supernova explosions, as well as the best possible experimental observations of supernova neutrinos. On the experimental side, we upgraded the famous Super-Kamiokande neutrino detector. This was accomplished by dissolving tons of a special element, gadolinium, in its water in order to make the detector more sensitive to supernova neutrinos. On the theory side, we performed new simulations of supernova explosions on the K-computer. We applied this simulation data to the analysis of neutrino bursts, gravitational waves, and collective oscillations. We made predictions of the neutrino burst events at Super-Kamiokande.
Free Research Field	ニュートリノ天体物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	宇宙のヘリウムより重い元素はすべて、超新星爆発の結果として生成されました。したがって、超新星爆発を理解することは、私たちの存在理由を理解するために必要です。私たちは、「京」コンピューターのシミュレーションと有名なスーパーカミオカンデニュートリノ検出器の改良を通じて、次の近くの超新星に備えてきました。超新星爆発がどのように起こり、何を生み出すのかについての人類の正確な理解をさらに深めることで、人類が宇宙における自分たちの位置の理解に少し近づくことを目指しています。