2018 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 | 核物質状態方程式 / 対称エネルギー / （非）対称核物質 / 中性子星 / 理論核物理 |
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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」と「天体観測」両者に関する研究を行い、その成果を国際会議などで発表した。
「地上実験」に関して、中性子星物質の性質に直接影響する核物質対称エネルギーの高密度状態における振る舞いを調査した。一般的な相対論的核物質模型では、ロー中間子を媒介することで、陽子と中性子の非対称性を理論的に説明する。一方、多体計算にフォック項までを含めた本研究では、「地上実験」から測定される核物質対称エネルギーを説明するにあたり、ロー中間子だけではなく他の中間子の影響が非常に重要であることを明らかにした。さらに、フォック項を考慮することで重イオン衝突実験の結果を再現することにも成功した。
「天体観測」に関して、連星中性子星の衝突・合体現象から観測された重力波データを用いた中性子星の潮波変形や中性子星の最大質量から、核物質状態方程式を制限することを目的とした新たな研究を開始し、その初期段階として、一般的な相対論的核物質模型を利用して、核物質状態方程式に関する計算を行った。
また、多体計算の精度を高めるだけでは考慮することができない核子やハイペロン内部のクォーク自由度の影響を取り込むために、クォーク-中間子結合模型を高密度核物質計算に適応できるように拡張し、クォーク自由度やクォーク間相互作用が中性子星の性質に与える影響を検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高精度多体計算による核物質の性質解明という点では問題なく進捗している。しかしながら、多体計算の精度を高めるだけでは、核子の非局所的性質、つまり構造による効果を取り込むことが不十分であるということが報告されたため、新たに核子構造の影響を考慮する必要が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これからは、「地上実験」と「天体観測」両者を繋ぐ段階に入る。また、研究計画作成当初にはなかった新たな観測結果である重力波データによる中性子星の潮波変形や核子構造の影響を考慮するために、一般的な相対論的核物質模型を用いた計算を行う。その後、多体計算の高精度化に向けて、フォック項の影響を組み込む方針で研究を行う。
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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、初年度に引き続き、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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Research Products
(6 results)
