| 研究課題/領域番号 |
20J13631
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
財前 真理 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | ニュートリノ振動 / 超新星爆発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
重力型超新星爆発は星が一生の最後に起こす現象であり、その中心部からは大量のニュートリノが放出される。このニュートリノは３種類に分けられ、特にそのうちの１つは超新星内部で他の物質と相互作用することで様々な効果をもたらす。地上で超新星ニュートリノを観測することができれば、どれだけの量のニュートリノが発生したかわかるためその理解に役立つ。しかしニュートリノは内部から抜け出てくる途中で異なる種類へと変化するニュートリノ振動という現象を引き起こすため、この振動効果を十分に理解することが超新星ニュートリノの理解への鍵となる。本研究ではニュートリノ振動を理解することで超新星爆発との関連性の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本課題は、超新星爆発内部において大量に解放されたニュートリノ同士の相互作用によって引き起こされるニュートリノ集団振動の振る舞いを数値的に解き明かすことを目標とした。
超新星爆発においてニュートリノは、フレーバーに依存する反応を通してその爆発機構や地上観測などに大きな役割を果たしている。そのため爆発シミュレーションはニュートリノの取り扱いに敏感であり、もし超新星内部でそのフレーバーが変換されるニュートリノ振動が起きるとそのダイナミクスや観測量に影響を与える可能性がある。
本年度はそのニュートリノ集団振動の中でも、ニュートリノの角度分布が原因で生じる高速フレーバー変換と呼ばれる振動効果に注目して研究を行った。これまでにも線形安定性解析を用いて超新星爆発内部においていつどこでどのような条件でこの振動効果が生じるのか研究が行われてきたが、そこでは非線形効果が考慮されていなかった。また考慮していたとしても一様空間分布を仮定し、時間進化のみ数値計算で扱った研究のみであった。
本研究では空間分布の時間進化をフーリエ空間上で考えることで、非線形効果を空間フーリエモードのカップリングとして取り扱うことに成功した。線形安定性解析から得られる予測では特定の空間モードのみが成長するとなっていたが、非線形効果を考慮することで時間進化に伴ってそこからその他のモードへと波及していく様子が明らかとなった。この振る舞いは空間分布を考慮せずに高速フレーバー変換の非線形効果を調べても得られない結果であり、時空間での進化計算の重要性を示したものとなっている。本成果は論文としてPhysical Review D にて発表した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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