2023 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical research on supernova neutrinos in connection with nuclear physics and cosmic chemical evolution
| Project Area | Unraveling the History of the Universe and Matter Evolution with Underground Physics |
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| Project/Area Number |
19H05811
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
鈴木 英之 東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 教授 (90211987)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 章一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80251403)
鷹野 正利 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00257198)
中里 健一郎 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (80609347)
辻本 拓司 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 超新星ニュートリノ / ニュートリノ集団振動 / 原始中性子星 / 状態方程式 / ニュートリノ放出率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分担者の山田を中心として、さまざまな冷却段階にある高速回転する原始中性子星のモデルを作成し、ボルツマン輻射輸送コードで非等方なニュートリノ放出を定量的に計算するとともに、原子核物質の対称エネルギーが対流安定性へ与える影響を系統的に調べた。
分担者の辻本と中里は共同研究により、背景ニュートリノスペクトルの詳細な計算と近い将来における検出可能性の評価を行い、それらの結果を論文としてまとめ受理(ApJ)された。この研究では、辻本が昨年度に導出した宇宙全体における超新星及びブラックホール形成の赤方偏移に対する頻度史と、中里が昨年度までに構築した様々な核物質状態方程式に基づく超新星及びブラックホール形成に伴うニュートリノ放出量のモデルを用い、結果として得られた背景ニュートリノスペクトルは、従来の典型的なスペクトルと比較して、低エネルギー領域と高エネルギー領域にそれぞれモデルの特徴を反映する超過が見られた。さらに、化学進化の観点から存在が強く示唆されるブラックホール形成と超新星爆発を同時に起こすタイプの天体による背景ニュートリノへの寄与の検討を開始した。
分担者の鷹野は富樫と共同して、Togashi EOSと自己無矛盾な核子制動放射過程でのニュートリノ放射率の計算を実行した。核物質の縮退が強い場合と弱い場合のそれぞれにつき、one-pion exchange レベルでの摂動計算による放射率に対して、核子間相関の影響を考慮するようにパイ中間子の質量と結合定数を修正し、さらに核子の有効質量の効果を考慮した。高密度核物質においては、核子の有効質量の影響が大きいことが判明した。
鈴木は、リョウらとともに原始中性子星の冷却後期に現れる表面近傍の温度ピークと原子核の出現との関係を明らかにし、種族合成計算へのニュートリノ放出量評価の組み込みと、地球の大陸三層モデルと地球ニュートリノの関係を調べた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] "The VISCACHA survey. VIII. Chemical evolution history of the Small Magellanic Cloud west halo clusters"2023
Author(s)
S. Saroon, B. Dias, T. Tsujimoto, M. C. Parisi, F. Maia, L. Kerber, K. Bekki, D. Minniti, R. A. P. Oliveira, P. Westera, S. O. J. Katime, E. Bica, D. Sanmartim, Q. B. Correa, and L. Fraga
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Journal Title
Astronomy & Astrophysics
Volume: 677
Pages: A35-A35
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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