高精度多体計算による高密度核物質・中性子星物質の理論研究

• 研究課題/領域番号: 17K14298
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 宮津 剛志 東京理科大学, 理工学部物理学科, 助教 (00779209)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 核物質状態方程式 / 対称エネルギー / （非）対称核物質 / 中性子星 / 理論核物理 / 中性子星物質 / 核物質の状態方程式

研究成果の概要

本研究の目的は、高精度多体計算による相対論的核物質模型をさまざまな物理現象に適応し、「地上実験」から得られる一様核物質や有限原子核の結果と「天体観測」から得られる中性子星の特性を考慮した上で、両者を統一的に理解することである。
原子核多体計算の精度を向上させることで、対称エネルギーなどの核物質の性質を精度良く決定できると同時に、中性子星の最大質量や半径、重力波データを用いた中性子星の潮波変形などを統一的に説明することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核物質の性質に関する研究や中性子星の特性に関する研究は古くから行われているが、両者を統一的に扱い理解することは理論物理学の悲願である。本研究では、相対論の枠組みの中で多体計算の精度を向上したことにより、両者の統一的な説明が可能となった。さらに、天体観測から得られる情報は、核物質の性質を決定するに当たり非常に重要であることと、多体計算精度の更なる向上が将来的に不可欠であることを示した。

研究成果

• [国際共同研究] Soongsil University/Institute for Basic Science/Korea Aerospace University(韓国)
• [国際共同研究] Soongsil University/Korea Aerospace University(韓国)
• [国際共同研究] Soongsil University/Korea Aerospace University(韓国)
• [国際共同研究] Soongsil University/Korea Aerospace University(韓国)
• [雑誌論文] Constraints on Nuclear Saturation Properties from Terrestrial Experiments and Astrophysical Observations of Neutron Stars (2021)
  • 著者名/発表者名: Choi Soonchul、Miyatsu Tsuyoshi、Cheoun Myung-Ki、Saito Koichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 909 号: 2 ページ: 156-156
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abe3fe
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Role of Fock Terms on Nuclear Symmetry Energy and its Slope Parameter in a Relativistic Framework (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyatsu Tsuyoshi、Cheoun Myung-Ki、Ishizuka Chikako、Kim K. S.、Maruyama Tomoyuki、Saito Koichi
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 32 ページ: 010072-010072
  • DOI: 10.7566/jpscp.32.010072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Constraints on the Nuclear Saturation Properties Using Experimental Data and Astrophysical Observations (2020)
  • 著者名/発表者名: Choi Soonchul、Miyatsu Tsuyoshi、Cheoun Myung-Ki、Saito Koichi
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 31 ページ: 011058-011058
  • DOI: 10.7566/jpscp.31.011058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Decomposition of nuclear symmetry energy based on Lorentz-covariant nucleon self-energies in relativistic Hartree-Fock approximation (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Myung Ki Cheoun, Chikako Ishizuka, K. S. Kim, Tomoyuki Maruyama, Koichi Saito
  • 雑誌名: Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics 巻: 803 ページ: 135282-135282
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135282
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Equation of State for Neutron Stars in the Quark-Meson Coupling Model with the Cloudy Bag (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Koichi Saito
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Properties of Neutron Stars with Hyperons and Quarks Using Relativistic Hartree-Fock Approximation and MIT Bag Model (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Myung-Ki Cheoun, Koichi Saito
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 17 ページ: 102004-102004
  • DOI: 10.7566/jpscp.17.102004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Equation of state for hybrid stars with strangeness (2017)
  • 著者名/発表者名: [ 全著者名 ] Tsuyoshi Miyatsu, Takahide Kambe, Koichi Saito
  • 雑誌名: Proceeding of science 巻: INPC2016 ページ: 135-135
  • DOI: 10.22323/1.281.0135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Modified quark-meson coupling 模型による非対称核物質についての考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 伊藤遼吾, 宮津剛志, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会第76回年次大会
• [学会発表] 宮津剛志, Soonchul Choi, B, Myung-Ki Cheoun, 齋藤晃一 (2021)
  • 著者名/発表者名: 地上実験と天体観測の結果から考える核物質状態方程式の制限
  • 学会等名: 日本物理学会第76回年次大会
• [学会発表] 対称エネルギーにおける中間子混合とクォークの影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤遼吾, 金子祐也, 宮津剛志, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] 対称エネルギーEsymにおけるクォーク構造の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤遼吾, 金子祐也, 宮津剛志, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会第75回年次大会
• [学会発表] 地上実験と天体観測の情報から核物質の性質はどのくらい制限されるのか? (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮津剛志, Soonchul Choi, Myung‐Ki Cheoun, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会第75回年次大会
• [学会発表] Fock contribution to nuclear symmetry energy and its slope parameter based on Lorentz-covariant decomposition of nucleon self-energies (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu
  • 学会等名: 9th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of Fock terms on nuclear symmetry energy based on Lorentz-covariant decomposition of nucleon self-energies (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Myung-Ki Cheoun, Chikako Ishizuka, K. S. Kim, Tomoyuki Maruyama, Koichi Saito
  • 学会等名: The 27th International Nuclear Physics Conference (INPC 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Constraints on the Nuclear Saturation Properties using Experimental Data and Astrophysical Observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Choi Soonchul、Miyatsu Tsuyoshi、Cheoun Myung-Ki、Saito Koichi
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies (OMEG15)
  • 国際学会
• [学会発表] The role of Fock terms on nuclear symmetry energy in a relativistic framework (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Myung-Ki Cheoun, Chikako Ishizuka, Kyungsik Kim, Tomoyuki Maruyama, Koichi Saito
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Quark-meson coupling model with the cloudy bag and its application to nuclear and neutron-star properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Koichi Saito
  • 学会等名: 5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Equation of state for neutron stars in the quark-meson coupling model with the cloudy bag (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Koichi Saito
  • 学会等名: 8th International Conference on Quarks and Nuclear Physics (QNP2018)
  • 国際学会
• [学会発表] The role of Fock terms on nuclear symmetry energy and its slope parameter in a relativistic framework (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Miyatsu, K. Saito, Myung-Ki Cheoun, C. Ishizuka, K. Kim, T. Maruyama
  • 学会等名: 13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 相対論的枠組みにおける核物質計算とFock項の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮津剛志, Myung-Ki Cheoun, 石塚知香子, Kyungsik Kim, 丸山智幸, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] Density and momentum dependence of nuclear symmetry energy in the relativistic Hartree-Fock approximation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Myung-Ki Cheoun, Chikako Ishizuka, Kyungsik Kim, Tomoyuki Maruyama, Koichi Saito
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy
  • 国際学会
• [学会発表] 相対論的Hartree-Fock計算による対称エネルギーの密度と運動量依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮津剛志, Myung-Ki Cheoun, 石塚知香子, Kyungsik Kim, 丸山智幸, 齋藤晃一
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [備考] 東京理科大学
  • URL: https://www.tus.ac.jp/fac_grad/p/achievement.php?5a74
• [備考] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/tsuyoshi.miyatsu
• [備考] Pure
  • URL: https://tus.elsevierpure.com/en/persons/tsuyoshi-miyatsu
• [備考] Researchgate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Tsuyoshi_Miyatsu