| 研究課題/領域番号 |
22KJ3227
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| 補助金の研究課題番号 |
22J10448 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2023)
広島大学 (2022) |
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研究代表者 |
土肥 明 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 中性子星 / 状態方程式 / X線バースト / 中性子星の冷却 / ニュートリノ / エキゾチック / ハドロン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
重要な観測として注目される中性子星の質量・半径は、高密度物質の密度と圧力の関係を制限することが可能であるが、どのような物質が中性子星内部に存在するかを調べることは難しい。他方、エキゾチックな物質が存在すると、速いニュートリノ冷却過程が中性子星内部で発生するため、光度の観測から物質の状態を特定することが可能である。本研究では、申請者がこれまで構築してきた中性子星の熱的進化コードを用いて、光度の観測からエキゾチックな物質の性質を解明することを目的とする。特にクオーク物質に着目し、ハドロン・クオーク相転移が連続的であるべきかどうかという物理学における未解決問題を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
私は、I型X線バーストの光度曲線から、中性子星の内部物質状態を特定する研究をこれまで行ってきた。これに関して本年度は、主に次の２つの研究を行った。
１：半径の異なるいくつかの中性子星の状態方程式（EOS）で、近年観測された規則的なX線バースト天体1RXS J180408.9-342058のモデル構築を行い、EOSの制限を行った。その結果、この観測が半径が12.6km以下の柔らかいEOSを棄却する傾向にあることを示した。また、1RXS J180408.9-342058の質量が、降着する中性子星にしては比較的軽いこともわかった。昔から知られている有名な規則的なX線バースト天体GS 1826-24以外で、I型X線バーストの光度曲線の観測からEOSを制限したのは初めてである。この内容は投稿寸前である。
２：中性子星とストレンジオン星での高い降着率でのX線バースト（ミリヘルツQPO）の光度曲線について簡易的なX線バーストモデルで調べた。その結果、ストレンジオン星でのミリヘルツQPO振動数が通常の中性子星より最大２倍高いことがわかった。特に、軽いX線バースト天体で両者の振動数に差が出る。この理由として、特に低質量でのストレンジオン星の半径が中性子星よりも遥かに小さいためである。この内容は、既に論文として出版された。今回のモデルでは中性子星の温度を手で与えているが、実際にはクラスと加熱、ニュートリノ冷却（ストレンジオン星の場合は主にクオークベータ崩壊）など様々な熱源によって温度構造は複雑になる。こうした熱源を取り入れたストレンジオン星のX線バーストモデルの構築を現在行っている段階である。
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