2017 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study of dense nuclear and neutron-star matter with the precise many-body calculations
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17K14298
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
宮津 剛志 東京理科大学, 理工学部物理学科, 助教 (00779209)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | （非）対称核物質 / 対称エネルギー / 核物質の状態方程式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高精度多体計算による相対論的核物質模型をさまざまな物理現象に適応し、「地上実験」から得られる一様核物質や有限原子核の結果と「天体観測」から得られる中性子星の特性を考慮した上で、両者を統一的に理解することである。
今年度は研究実施計画に従い、「地上実験」に関する研究を主に行い、その成果を国際会議や国内学会、proceedingsで発表した。
一般的な相対論的核物質模型では取り扱われていないフォック項を考慮したことにより、核子の自己エネルギー内に運動量依存効果をあらわに取り込むことが可能となった。今年度は、フォック項が一様核物質の特性に与える影響を検証した。とりわけ、高密度状態における運動量依存を含む核子の自己エネルギーの振る舞いに着目し、中性子星核物質と密接に関連する核物質の対称エネルギーとそのスロープパラメータに関する計算を行った。具体的には、対称エネルギーを解析的に運動項とポテンシャル項に分離し、それぞれの項についてフォック項の寄与を調べた。
その結果、既存計算では寄与が小さいと考えられていたローレンツ不変形式で表される自己エネルギーの空間要素は密度とともに増加し、高密度状態における対称エネルギーに大きく作用することが分かった。さらに、中性子星コア程度の超高密度では、核物質の対称エネルギーのポテンシャル項に対して、自己エネルギーの時間要素が支配的である一方、スカラー要素が極めて小さくなることを確認した。また、重イオン衝突実験の解析データを説明するためには、フォック項による運動量依存効果が非常に重要であることも示した。
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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
自ら作成した高精度多体計算用プログラムの高速化を実現し、有限原子核を想定したプログラムにまで拡張しつつある。また、研究計画に記載したように、今後の研究で必要となる核子以外の自由度（ハイペロンやクォーク物質など）に関する計算もほぼ終え、予定通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
核子に着目した研究として、有限原子核に関する計算をするとともに、核子内部のクォーク構造の影響を取り込んだ計算を行う。また、フォック項の効果に着目した研究として、ハイペロンに関する計算を行い、カイラル有効理論や格子QCD計算と比較することで、ハイペロンの核物質中における運動量依存性を明らかにする。状況によっては、中性子星物質を想定した高密度状態への拡張を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度の交付額と実支出額の差額として生じた次年度使用額は、大型計算機の購入と成果発表に使用する計画である。これは、多体計算用プログラムの高速化が当初の予定以上のものであったため、今年度の購入を見送ったことによるものである。
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