2013 Fiscal Year Research-status Report
現実的核力から出発した変分法による超新星爆発計算用の核物質状態方程式の改良
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25400275
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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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) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核物質状態方程式 / 超新星爆発 / 変分法 |
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| Research Abstract |
現実的核力から出発した２種類の変分法に基づく、超新星爆発シミュレーションに適用可能な核物質状態方程式作成の研究を推進した。
まずクラスター変分法を用いた一様核物質の状態方程式を、１次元超新星シミュレーションへと適用した。この際低密度領域に対する状態方程式は、Shenの状態方程式を代用した。ニュートリノ輸送を考慮しない場合と考慮する場合との両者でシミュレーションを行い、共に数値計算が正常に行われることを確認した。これは核力から出発した多体変分計算による核物質状態方程式を、超新星爆発計算へ適用した世界初の例である。断熱計算の場合は爆発現象が見られ、ニュートリノ輸送を考慮すると、他のシミュレーションの場合と同様に、爆発は起こらなかった。また、Shenの状態方程式との非圧縮率や対称エネルギーの違いによって、原始中性子星のサイズや内部の電子混在度に違いが見られることを明らかにした。
また非一様核物質に対しても、超新星爆発用状態方程式テーブル作成に必要なほぼ全ての密度、温度、陽子混在度に対して、自由エネルギーの計算を行った。
一方、エネルギー汎関数を用いた変分法の改良では、中性子物質に対して２体核力のスピン・軌道力を取り扱う理論の拡張に成功した。テンソル力を取り扱う拡張の際に鍵となったnodal diagramを取り入れることで、安定な変分計算解が得られるようになり、その値はMonte Carlo計算結果と非常に近い値となった。
また２体の中心力に加え３体斥力を考慮した中性子物質に対し、エネルギー汎関数を用いた変分法を有限温度へと拡張した。２体力のみを考慮した場合と同様に、得られた自由エネルギーは妥当な振舞を示した。さらに２体力のみの場合より、安定な数値解が得られる密度領域が広くなった。これは３体斥力によって中性子が近接する傾向が抑制されたためと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
クラスター変分法に基づく一様核物質状態方程式を実際に１次元超新星爆発シミュレーションに適用する研究に予定以上の時間がかかってしまい、核物質状態方程式テーブル作成そのものの進行が遅れたため。また同様の理由でエネルギー汎関数を用いた変分法のスピン・軌道力考慮への拡張の研究の着手が若干遅れたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の主要な研究課題はクリアしているので、予定通りに研究を進める。
すなわち平成２６年度は、まずクラスター変分法による超新星爆発計算用の核物質状態方程式テーブル完成を目指し、また中性子物質および対称核物質に対するエネルギー汎関数を用いた変分法を、現実的核力を扱うように拡張する。さらに、非対称核物質への拡張の研究にも着手する。
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Research Products
(11 results)
