| 研究領域 | 地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05811
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
鈴木 英之 東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 教授 (90211987)
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| 研究分担者 |
山田 章一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80251403)
鷹野 正利 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00257198)
中里 健一郎 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (80609347)
辻本 拓司 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
49,140千円 (直接経費: 37,800千円、間接経費: 11,340千円)
2023年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2022年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2019年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 超新星ニュートリノ / 超新星爆発 / 原始中性子星 / 状態方程式 / 化学進化 / ニュートリノ反応率 / 超新星背景ニュートリノ / 数値シミュレーション / ニュートリノ集団振動 / ニュートリノ放出率 / 中性子星 / ブラックホール / 核物質 / 宇宙化学進化 / 重力崩壊型超新星爆発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
中性子星やブラックホールが形成される際には超新星ニュートリノが放出されると同時に種々の元素がまき散らされる。また形成された中性子星が連星系をなしている場合には、それらが合体する際にウランやトリウムなど地球ニュートリノの源が合成される。宇宙に蓄積された超新星背景ニュートリノと地球ニュートリノの相互関係はまだ十分に研究されていないので、本研究課題ではそのような総合的な研究の開拓を行う。具体的には、動的段階の多次元数値シミュレーション、原始中性子星の冷却シミュレーションを行い、核物質の状態方程式やニュートリノ反応率の影響を調べる。また、宇宙化学進化と超新星背景ニュートリノの関連を調べる。
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| 研究成果の概要 |
超新星ニュートリノに関するボルツマン方程式を直接解く世界最先端の数値計算コードを用いた超新星爆発の多次元シミュレーションによって、ニュートリノ運動量空間の角度分布などを求め、ニュートリノ集団振動や対流の起こる領域などを明らかにした。また球対称シミュレーションをベースに、超新星ニュートリノの観測から核物質の状態方程式など中性子星に絡む物理を探る手法を開発した。その他、状態方程式と無矛盾な核子制動輻射ニュートリノ反応率の計算と、化学進化の観点から星のコアの重力崩壊でブラックホールが形成されるケースの評価を行い、後者に基づく超新星背景ニュートリノのエネルギースペクトルを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
重力崩壊型超新星爆発の爆発機構と放出される超新星ニュートリノの理解のためには、ニュートリノ輸送を正しく扱った数値シミュレーションと、ニュートリノ反応率や核物質の状態方程式・ニュートリノ振動の理解が必要である。本研究では、世界最先端のニュートリノ輸送計算コードの開発と実際の数値シミュレーションを行い、ニュートリノ集団振動や対流領域に関する新たな知見を得ることができた。また、将来の超新星ニュートリノの観測に向けて、観測データから誕生した中性子星に関する物理を探る手法を開発した。状態方程式と無矛盾なニュートリノ反応率と、化学進化の研究と連動した超新星背景ニュートリノの評価に向けた研究も進展した。
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