2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study of non-spherical core-collapse supernovae by the first principle calculation and nuclear physics
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20H01905
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| Research Institution | National Institute of Technology(KOSEN),Numazu College |
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Principal Investigator |
住吉 光介 沼津工業高等専門学校, 教養科, 教授 (30280720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 了 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 基礎科学特別研究員 (80844795)
古澤 峻 関東学院大学, 理工学部, 講師 (40737251)
松古 栄夫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 助教 (10373185)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超新星 / 爆発メカニズム / ニュートリノ / 原子核 / 高温高密度物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重い星の最期に起こる超新星爆発現象のメカニズム解明では、高温高密度物質におけるニュートリノ反応・伝播が鍵を握っている。ニュートリノによる加熱と対流などのダイナミクス計算は今まで近似手法で行われ、その不定性のため爆発の可否は未定である。本研究は、ニュートリノ輻射流体の厳密計算により非球対称超新星爆発メカニズムの本質を探り、最新の核物理による状態方程式を組み込み高温高密度物質の役割を確定することが目的である。2023年度は、状態方程式の影響について調べるための2次元軸対称の爆発シミュレーション計算モデルの分析を行い、高温高密度物質における組成の違いによる影響について調査をおこなった。影響の普遍性を見出すために親星・初期擾乱が違う場合についてもシミュレーション計算を行なって、コアバウンス直後における対流不安定性の尺度や速度分布による対流の度合いを定量的に求めて、相互の比較を行った。この結果、原子核組成の違いは予想したよりも小さく、違う親星についても同様の傾向が見られた。また、初期擾乱による違いは予想よりも大きい結果となった。これらの比較結果をまとめた論文の基本部分を作成し、追加計算の解析を組み入れて投稿へ向かう段階に達した。一般相対論のもとでニュートリノ輻射輸送と流体力学を組み合わせた計算コードにより、重力崩壊によるコアバウンスと中心天体誕生の計算を開始して、物質分布を球対称化したケースについて長時間計算が可能となった。さらに、アインシュタイン方程式を解く計算コードを組み入れた一般相対論的ニュートリノ輻射流体計算の統合コードを完成して、大質量星の重力崩壊計算をスタートすることができた。また、シミュレーションにより得られるニュートリノ放射の特徴をもとに、ニュートリノ検出実験施設で得られるバーストシグナルから中心天体の情報を引き出すツールを作成して世界へ向けて公開した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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