Neutrino signals of evolution from supernova to neutron star

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J21669
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 杉浦 健一 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Keywords: ニュートリノ / 超新星爆発 / 原始中性子星

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では，超新星から中性子星に到るまでの進化を解明するために，超新星爆発中に大量に放出されるニュートリノシグナルの理論予測を行う研究を行なっている. 超新星爆発のエネルギー源は重力崩壊中に解放される重力エネルギーであり，その 99% はニュートリノの形で放出される. ニュートリノと物質との間の反応率は，電磁波と物質と比較して極めて小さいため，ニュートリノは超新星中心部すなわち原始中性子星 (PNS) の情報を我々に伝えてくれるメッセンジャーである. 超新星からのニュートリノシグナルの解明は，超新星メカニズムの理論的解明のみならず，高温高密度物質の解明に非常に重要な役割を果たす.本年は，昨年度に引き続き，超新星中心部におけるニュートリノと物質の相互作用及びそれがニュートリノシグナルに与える影響に特化して研究を行ってきた.
ニュートリノと物質の相互作用に関して行った研究は主に二つに分けられる. まず一つ目は，近年，超新星における存在の重要性が注目されているミューオンが関わるニュートリノ反応の反応率の計算である. これまでは，ミューオンはその大きな静止質量のために，超新星爆発初期には存在しないと考えられていたが，近年の数値シミュレーションにより，ミューオンが一定量生成されることが指摘され，原始中性子星の冷却においてもミューオンの寄与を調べることが重要である. そこで，私は原始中性子星の冷却段階の熱力学状態を取り出して，ミューオンとニュートリノ反応率を全てを精密に計算し，それらの反応がどの程度重要かを評価した.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。