2014 Fiscal Year Research-status Report
アインシュタイン方程式ソルバーの開発によるガンマ線バースト爆発機構の解明
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25610056
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長瀧 重博 独立行政法人理化学研究所, 長瀧天体ビッグバン研究室, 准主任研究員 (60359643)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アインシュタイン方程式 / 一般相対性理論 / ブラックホール / ガンマ線バースト / 超新星爆発 / 磁気流体 / 重力波 / 相対論的ジェット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アインシュタイン方程式ソルバーの開発に向けて、世界で行われている一般相対論的磁気流体コード（アインシュタイン方程式ソルバー・Microphysics入り）の開発状況を調べました。その結果Einstein Toolkitという簡易ではあるが汎用のアインシュタイン方程式ソルバーを用いて中性子星連星合体計算を行っている大阪大学特任准教授であるLuca Baiotti氏の存在を知ることになりました。そこで彼と意見交換を行いながら、私の研究グループでもEinstein Toolkitを使用出来る計算環境を実現しました。現在はEinstein Toolkitを用いて簡易なテスト計算を実行する段階まで出来るようになりました。これにより、Einstein Toolkitによるテスト計算を比較対象とすることで、私が本研究計画のサポートを受けて推進していますアインシュタイン方程式ソルバーの信頼度をチェック出来る体制が整いました。一方磁気流体計算につきましては昨年度発見したベクトルポテンシャル法を開発し、磁場を直接解く方法よりも更に安定したスキームで磁気流体計算を実行出来るようになりました。現在世界初のガンマ線バーストジェット磁気流体シミュレーションを行っており、初期成果も出だしています。高密度状態方程式やニュートリノなどのMicrophysicsに関しましては、理化学研究所の原子核理論グループ等と連携し、三体力入り高密度状態方程式を導入した形でニュートリノ冷却効果入りガンマ線バーストジェット形成シミュレーションを行っていくことを検討しています。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度に確定したアインシュタイン方程式ソルバーのフォーミュレーション"Puncture法"に従ってコード開発に着手出来ました。アインシュタイン方程式ソルバーは非常に複雑なのでたとえコードを書き上げてもその信頼性をどのように担保するべきか思案していましたが、本年度上記Einstein Toolkitを導入出来たことによって結果を比較できる状況になったことは極めて望ましいと言えます。また高密度状態方程式については理研原子核理論グループとの研究交流、またニュートリノ輸送については私の研究室の滝脇研究員などとの議論が非常に支えになっており、予想以上に研究目的の達成に向けて研究は進展しています。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の通りEinstein Toolkitを利用出来る環境を整えることが出来たことは大きな進展にはなりました。しかしEinstein Toolkitを用いたガンマ線バーストジェット形成シミュレーションは数値的に不安定となり、非常に限定された状況にしかEinstein Toolkitを利用出来ないという報告もあります。これは時空構造の時間発展を解くパートに問題があるのか、それとも磁気流体不安定性に起因する数値不安定性なのか、原因は突き止められていません。そこで最終年度に於いて、より安定的に時空構造の時間発展を解くPuncture法と、より安定的に磁気流体の時間発展を解くベクトルポテンシャル法を組み合わせたオリジナルなアインシュタインソルバー入り磁気流体コードを完成させ、ぜひとも世界初のブラックホール形成からガンマ線バーストジェット形成までの数値シミュレーションを実現したく思います。
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| Causes of Carryover |
海外での研究発表に於いて、安い航空チケットを見つけるなどして旅費を節約することが出来ました。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画にはなかった、大阪大学のLuca Baiotti氏との共同研究や研究打ち合わせのために有効かつ適切に使用したく思います。
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| Remarks |
研究室HPに年次報告あり。
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