2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K05085
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
瓜生 康史 琉球大学, 理学部, 教授 (40457693)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 相対論・重力（理論） / 重力波 / 相対論的宇宙物理学 / 数値相対論 / 相対論的回転星 / 連星中性子星 / 国際研究者交流 ドイツ：米国 / 国際情報交換 ドイツ：米国 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，高密度天体の平衡・準平衡解計算コードCOCAL（Compact Object CALculator）の発展的な開発とこれを用いた研究を行っている。当該年度は，Antonios Tsokaros 氏（フランクフルト大学・イリノイ大学研究員）を本基金を利用して1か月間招聘し，準平衡円軌道にある連星中性子星の初期データ計算コードの開発を共同で行った。この研究では空間的共形平坦性を仮定した下で，特に中性子星の自転を取りいれた準平衡解を計算するコードを開発し，解の系統的な計算を行い結果を論文にまとめた。現在この解を連星中性子星合体の初期データに利用したシミュレーションを行っている。このような初期データを計算できるコードは世界的にも少ないため，非等質量連星の場合等への拡張をした後，数値シミュレーションを行うグループにデータを提供できるようにしたい。次に，吉田慎一郎氏（東大）と協力し高速回転中性子星の計算コードの改良をおこない，系統的な計算を行った。この研究では，メトリックの全成分を解くwaveless定式を用いて軸対称及び3軸不等の回転高密度星の計算を行った。また，差動回転の度合いを従来よりもさらに自由に与えることのできる新しい差動回転則を導き，これを用いた差動回転高密度星の解を系統的に計算した。Waveless定式を用いた差動回転高密度星の解系列の系統的な計算や，3軸不等な回転高密度星の準平衡解の計算に世界で初めて成功した。この結果を論文にまとめ，現在この計算コードを応用した研究を継続中である。最後に，吉田至順氏（東北大）と協力し，磁場入り回転星の計算法の定式化の改良と，計算コードの開発を開始した。特に，中性子星内部と外部の真空中の電磁場を矛盾なく直接的に計算できるような定式化を導いた。この研究は次年度の中心的な課題として継続する予定である。
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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
本基金応募の段階では重力波を含む連星中性子星や連星ブラックホールの計算法を始めに開発する予定であったが，応用上重要な新たな差動回転則を利用した相対論的高密度星の計算コードの開発に成功したことと，3軸不等の高密度回転星の重力波天文学への応用の新たなアイデアを得たことから，方針を変更し，回転星の系統的な計算を中心に行った。連星中性子星の計算についても，世界的にまだあまり行われていな自転の効果を取り入れることに成功した。これらの結果を2本の論文にまとめて出版をすることができたことと，磁場入り回転星も含めて，これらの研究が継続的に進んでいることから，進捗状況はおおむね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の前半で3軸不等の高密度回転星の重力波天文学への応用に関する論文をまとめる。その後，磁場入り回転星の計算コードの開発を行う。計算コード開発におけるコードのデバッグは，本研究課題の計画で必要な時間を算出する際に最も不確定な要素であるが，コード開発と計算を合わせて半年程度を目途に研究を進めて行く。また，本基金を利用して新たに購入した計算用ワークステーションを利用して効率良く計算を遂行し，本年度中に結果を論文にまとめることを目指す。この磁場入り回転星の研究の進捗が大幅に遅れそうな場合は，これまでに開発がほぼ終了した連星ブラックホールの初期データコードについての研究結果を先にまとめることも検討する。
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| Causes of Carryover |
計算用ワークステーションを購入の際の入札で，当初見積もりを取った業者より10万円程度低い価格で応札した業者が現れたため，予算の余りが生じた。2年度目以降は配分額が毎年50万円となっているため，国際学会出席または海外の共同研究者招へいができるよう2年度目以降にこの予算を繰り越すことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際学会出席または海外の共同研究者の招へいの不足分に当てる。
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