高密度核物質におけるハドロン物質相と中性子星

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640289
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 武藤 巧 千葉工業大学, 情報科学部, 講師 (60212247)
• Keywords: 高密度核物質 / 中性子星 / K中間子凝縮 / ハイペロン / 形状因子 / P波相互作用

Research Abstract

これまでの研究で,中性子星物質中にストレンジネス量子数を持つフェルミ粒子であるハイペロンが混在した,ハイペロン物質中でのK凝縮の可能性を検討してきた。K凝縮の発現には,K-バリオン間のp波相互作用を取り入れることが重要で,その結果s波K-凝縮よりも低いバリオン数密度でp波相互作用に起因する新しい凝縮が起こることを指摘し,その発現機構を明らかにした。しかしながら,凝縮の臨界密度近傍でのK中間子の運動量がカイラル摂動論の妥当な範囲を超える程大きくなることが問題点として挙げられる。それに対する処方として今回,K-バリオンバーテックスに形状因子を導入し,p波相互作用の高運動量からの寄与を抑制することによって,K中間子の分散関係がどの様に変化するかを議論した。その結果,P波K凝縮の臨界密度が形状因子を導入しない場合よりも高くなり,s波K-凝縮の臨界密度に近づく結果になった。また,特定のパラメータの場合について,p波K凝縮相の状態方程式を得た。
結果は日本物理学会での講演,国内での研究会を通じて公表した。今後,凝縮相の状態方程式と系の特徴について更に系統的に詳細に検討した上で,論文にまとめるべく準備中である。
また,この研究と並行して,誕生初期の熱い中性子星の熱的進化や,非レプトン化から遅延崩壊に至る過程を通じての動的進化に重要な役割を担うと考えられる,K凝縮下のニュートリノ吸収過程について,ニュートリノの平均自由行程を得,ニュートリノ散乱等,他の過程と比較することによって,K凝縮中性子星の進化への影響を検討した。結果はPhvsical Review誌に投稿準備中である。

Research Products

• [Publications] Takumi Muto: "Kaonic modes in hyperonic matter and P-wave Kaon condensation"Nuclear Physics. A697. 225-254 (2002)
• [Publications] 武藤 巧: "ハイペロン物質中のK中間子凝縮と状態方程式"素粒子論研究. (発表予定). (2002)
• [Publications] 武藤 巧, 安平 正臣, 巽 敏隆, 岩本 直樹: "K凝縮下のニュートリノ不透明度と中性子星の進化"JAERI-Conf.第4回「極限条件におけるハドロン科学」研究会報告集. (発表予定). (2002)