2020 Fiscal Year Research-status Report
現実的核力に基づく変分法による核物質状態方程式の作成と原始中性子星への応用
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20K03979
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
鷹野 正利 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00257198)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 核物質状態方程式 / 中性子星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エネルギー汎関数を用いた変分法において、2体核力における相対論的Boost効果を考慮する研究を遂行した。2体核力ポテンシャルは２核子の重心系で作成されている一方で、核物質中の２核子は有限の重心運動量を持つ。よってそのような２核子間の核力ポテンシャルは、重心系でのそれから相対論的Boost効果による変更を受ける。本研究では非相対論的な枠組みで核物質のエネルギー計算を行っており、この相対論的Boost効果として、最低次の(v/c)^2の補正を考慮した。具体的には相対論的な分散関係に起因する補正と、Lorentz収縮に起因する補正が生じる。
当該年度の研究では、中性子物質と対称核物質のそれぞれに対して、中心力型核力ポテンシャルであるAV4'ポテンシャルを用いた場合に、上記の相対論的Boost補正を施し、その影響を調べた。実際には相対論的Boost補正は２核子の重心運動量演算子の２次で記述されることとなり、それは従来のエネルギー汎関数では取り扱うことができない。そこで本研究では、系の波動関数をJastrow型に仮定した場合のエネルギー期待値の2体クラスター項を正しく取り入れるように、２核子重心運動量依存項を含む核力ポテンシャルに対するエネルギー汎関数を構築した。
数値計算の結果、相対論的Boost補正により、中性子物質と対称核物質の共にエネルギーは上昇する傾向が得られ、これはAPRのEOSでの傾向と一致する。その理由は主にLorentz収縮によるもので、核力の斥力芯及び引力ポケットの両方ともLorentz収縮により範囲が狭まるが、引力ポケット部分では動径分布関数の振幅が大きいことから、引力領域の収縮の影響がより顕著となり、エネルギーの上昇が起こっていることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本来であれば対称核物質に対するエネルギー汎関数の構築について、スピン・軌道力を考慮するように理論を拡張する予定であったが、当該年度は予定通りのエフォートを確保することが出来ず、その研究を十分に進めることができなかった。その一方で相対論的Boost効果の考慮は当初の予定通り拡張に着手できており、全体としてはやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状で研究推進における技術的な困難は無く、当初の研究計画通りに研究を推進する。
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