2014 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 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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| Outline of Annual Research Achievements |
クラスター変分法を用いた超新星爆発計算用核物質状態方程式作成の研究では、非一様相自由エネルギーを求めるThomas-Fermi計算がほぼ終了した。この状態方程式での非一様相における核種をShen状態方程式の場合と比較すると、平均陽子混在度が小さい場合にはShen状態方程式よりも大きな中性子過剰核が出現するが、平均陽子混在度が比較的大きい領域ではShen状態方程式と本研究による状態方程式とで予言する核種は大きく異ならないことが分かった。さらにこの状態方程式テーブルを一般相対論的球対称断熱重力崩壊シミュレーションへと適用した。この断熱計算では平均陽子混在度が比較的大きいため、ここで出現する核種はShen状態方程式の場合と類似する結果となった。
エネルギー汎関数を用いた変分法の拡張の研究も進めた。まず絶対零度一様核物質に対しては、中性子物質の場合にv8'２体力ポテンシャルに加えUIX３体力ポテンシャルの斥力項を取り扱うようにエネルギー汎関数を拡張した。得られた計算結果はモンテカルロ計算（AFDMC）や他の変分計算（FHNC）の結果と近い値となった。ただしそれらの計算では２π交換項の斥力効果も含んでいるため、本研究結果より若干高いエネルギー値となっている。また有限温度核物質の自由エネルギー変分計算のためのエネルギー汎関数の拡張の研究に関しては、２体中心力及び３体斥力で相互作用する対称核物質の自由エネルギー計算への拡張に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
クラスター変分法に基づく超新星爆発シミュレーション用核物質状態方程式の作成の研究では、一部の熱力学量の密度、温度、陽子混在度依存性に不連続部分がみられ、それが自由エネルギー数値計算の不十分さによることと判明したが、それを解消するプロセスに当初予定していた以上の時間を要した。エネルギー汎関数を用いた変分法の拡張の研究においては、定式化すべきエネルギー表式が当初の予定以上に複雑化し、その推進に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
クラスター変分法に基づく超新星爆発計算用核物質状態方程式は、計画通りの完成を目指す。
エネルギー汎関数を用いた変分法による核物質状態方程式の計算も、基本方針は変更しない。すなわち、絶対零度及び有限温度において中性子物質と対称核物質を取り扱う拡張を最優先で行う。一方で非対称核物質への拡張に関しては、今後の研究進捗を踏まえて、必要に応じて自由エネルギーの直接計算以外の手法も検討する。
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