2018 Fiscal Year Annual Research Report
背景ニュートリノから大質量星とブラックホールの形成史をたどる理論研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
17H05203
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中里 健一郎 九州大学, 基幹教育院, 助教 (80609347)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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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 / 重力崩壊型超新星爆発 / 原始中性子星冷却 / 状態方程式 / ブラックホール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ガドリニウムを添加したスーパーカミオカンデにおける超新星背景ニュートリノの観測に先駆けて、多角的視野に立った検出数の理論予測をおこなう。昨年度の研究で、通常の超新星爆発から放射されるニュートリノの時間変動について、後期フェーズ（原始中性子星冷却期）における放出量の数値計算による評価から、状態方程式による有意な差が見いだされたため、今年度は現象論的なモデルを用いて、より系統的な状態方程式依存性を調べた。その結果、ニュートリノ放射のタイムスケールは、主に状態方程式の effective mass と、あとに残される中性子星の半径によって決まることが分かった。特に半径については、小さいほどタイムスケールが長くなることが示され、最近の重力波観測から示唆される半径の結果と合わせると、従来のモデルよりもニュートリノ放射の継続時間が長くなることがわかった。これは、超新星背景ニュートリノのイベント数については上方修正されることを意味している。
そのほかに、スーパーカミオカンデにガドリニウムを添加して逆β崩壊反応を識別できるようになると、超新星ニュートリノシグナルとして酸素原子核との荷電カレント反応によるイベントを個別に調べられるようになると期待されている。そこで、shell model の結果に基づいて酸素原子核とニュートリノの荷電カレント反応によるイベントスペクトルを評価する手法を提唱した。その結果、特にブラックホールを形成するような、ニュートリノの平均エネルギーが高い場合には、このチャネルのイベントを識別できることがわかった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
