2017 Fiscal Year Research-status Report
高エネルギー宇宙線観測および加速器実験に基くブラックホール暗黒物質シナリオの検証
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16K17675
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
仙洞田 雄一 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80606111)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 暗黒物質 / 宇宙線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、宇宙線の銀河ハロー内での伝播に係る計算に集中的に取り組んだ。前年度から調べてきた、一つひとつの原始ブラックホールが生成する粒子のスペクトルの情報に基づいて、最終的に地球に到来する宇宙線の流束を計算するためのステップにあたる。
宇宙線のうち、電気的に中性な粒子である光子とニュートリノについては直線的に伝播するとみなすため、この過程のために複雑な計算は要さないが、荷電粒子の電子・陽電子・陽子・反陽子については銀河磁場や銀河風との相互作用を持つため、伝播のモデル化および数値計算が必要になる。本研究では、荷電宇宙線の伝播を媒質中の拡散現象として扱う定式化を用いることとし、その計算に用いるコードを作成した。銀河ハローを、軸対称性を持つ拡散領域とみなした上で、本来は偏微分方程式である拡散方程式を常微分方程式に分解して各々積分するという手順を踏むことで、半解析的に数値解を得ることができる。
これまでの取り組みでは、原始ブラックホールの特徴を見るに適した宇宙線種と考えられる反陽子を取り扱うためのサブルーチンを優先的にコード化しているが、素粒子反応の断面積や拡散・加速の強さの運動量依存性を表わすサブルーチンを変更すれば、反陽子以外の粒子種の伝播も計算することができるコードとなっている。
特に進捗した反陽子に関しては、現状で、原始ブラックホールのみならず、陽子宇宙線と星間ガスの衝突から生じる標準的な種についても生成と伝播を計算することができるようになっており、実際の宇宙線観測データとの比較により原始ブラックホールの存在の検証を行なうという本研究の最終的な目標の目前にまで至っている。
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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
研究計画において現在までに行なうとした内容がおおむね達成できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までおおむね順調に進展してきたため、今後も研究計画に記した内容に沿って推進する。
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| Causes of Carryover |
当該年度に、参加を優先すべき会議が催されたため、出張を行なったところ、他に購入するつもりであった物品の価格に対して残額が不足することになった。翌年度に購入しても研究の遂行に大きな支障が出ることのない物品であったため、当該年度中には残額を使用せず、翌年度に購入することとした。
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