2014 Fiscal Year Research-status Report
多角的なアプローチによる超新星ニュートリノの観測的特徴に関する理論研究
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26870615
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中里 健一郎 東京理科大学, 理工学部, 助教 (80609347)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超新星ニュートリノ / 超新星背景ニュートリノ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重力崩壊型超新星爆発は重たい星の死であるだけでなく、元素の起源や銀河進化の動力源として重要な意味を持ち、宇宙物理学における中心課題の一つである。将来、近傍の超新星爆発から放出されたニュートリノが観測されれば、謎とされてきた爆発メカニズムの理解が大きく進むと期待されている。一方、過去に起こった超新星爆発から放出されたニュートリノを宇宙背景放射として検出する試みもあり、この超新星背景ニュートリノの検出により超新星爆発の発生頻度や宇宙の星形成史に示唆を与えうると考えられている。そこで本研究課題では、数値シミュレーションに基づく超新星ニュートリノのデータセットを用い、銀河系内の超新星によるニュートリノバーストのイベント数の時間変化と、超新星背景ニュートリノの検出数について、系統的な予測を行う。
平成26年度は、まず既存のシミュレーションデータセットを拡充し、特に親星の質量が大きくブラックホールを形成する場合に対して、中性子星最大質量の異なる状態方程式を用いて計算を行った。その結果、ニュートリノの総放出量は通常の超新星爆発の場合とは異なり、状態方程式に大きく依存することが分かった。次にさまざまな銀河の観測によって求められた星形成率と金属量の進化を考慮して、超新星背景ニュートリノの検出数予測を行った。このとき上に述べた状態方程式の不定性も含め、さまざまな不定性を系統的に評価した。結果として、星形成史の違いによる影響は主に低エネルギー成分に現れることが分かり、今後のスーパーカミオカンデにガドリニウムを入れる実験の重要性を指摘した。また、近傍で超新星爆発が起きた際に水チェレンコフ型検出器で検出されるイベントのエネルギー・角度分布を計算したほか、異なる型の検出器とのコンバインド解析の可能性も議論した。
その他に、強磁場中性子星（マグネター）の再帰的な軟ガンマ線のバースト放射に関する研究も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超新星背景ニュートリノの検出数予測に関しては当初の計画以上に進展して、現在、論文としてまとまったところである。一方、ニュートリノバーストのイベント数予測についてはやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通りに、統計的な評価も含めた、近傍超新星からのニュートリノバーストのイベント数予測を進めるほか、超新星背景ニュートリノについても銀河形成の数値シミュレーションデータなども念頭に置いて、さらなる研究を推進する。また、ニュートリノ検出の実験グループとの連携も強化していく。
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| Causes of Carryover |
パーソナルコンピュータの購入を予定していたが、今のところ使用しているマシンでも不自由がないこと、また年々、価格が低下し性能が向上していくことをにらんで、今年度は購入を見送ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は見送ったパーソナルコンピュータの購入に充てる。
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