多角的なアプローチによる超新星ニュートリノの観測的特徴に関する理論研究

• 研究課題/領域番号: 26870615
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学; 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 九州大学 (2015-2016); 東京理科大学 (2014)
• 研究代表者: 中里 健一郎 九州大学, 基幹教育院, 助教 (80609347)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 超新星ニュートリノ / 超新星背景ニュートリノ / ブラックホール / 重力波

研究成果の概要

太陽の約１０倍以上の質量を持つ大質量星が進化の最後で起こす、重力崩壊による超新星爆発やブラックホール形成の過程で放出されるニュートリノの観測的特徴を理論的に研究した。まず銀河系内で超新星爆発が起こった際のニュートリノバーストについて、検出数だけでなくイベントのエネルギー・角度分布や中性子タグされる割合について、統計的な誤差まで考慮してその時間変化を詳細に調べた。次に、過去の超新星爆発を起源とする背景ニュートリノについてさまざまな不定性を系統的に評価した結果、星形成史の違いによる影響は主に低エネルギー成分に現れることから、今後のスーパーカミオカンデにガドリニウムを添加する実験の重要性を指摘した。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear equation of state for core-collapse supernova simulations with realistic nuclear forces (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Togashi, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, M. Takano
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 巻: 961 ページ: 78-105
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2017.02.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detectability and Uncertainties of the Supernova Relic Neutrino Background (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato, Eri Mochida, Yuu Niino, Hideyuki Suzuki
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 14
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.010705
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gravitational-Wave Background from Binary Mergers and Metallicity Evolution of Galaxies (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato, Yuu Niino, Norichika Sago
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 832 号: 2 ページ: 146-146
  • DOI: 10.3847/0004-637x/832/2/146
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spectrum of the Supernova Relic Neutrino Background and Metallicity Evolution of Galaxies (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato, Eri Mochida, Yuu Niino, and Hideyuki Suzuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 804 号: 1 ページ: 75-89
  • DOI: 10.1088/0004-637x/804/1/75
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supernova Explosion and Black Hole Formation with QCD Phase Transition (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 雑誌名: Acta Astronomica Sinica 巻: 56 Supplement ページ: 49-51
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-organized criticality in a spherically closed cellular automaton: Modeling soft gamma repeater bursts driven by magnetic reconnection (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 90 号: 4
  • DOI: 10.1103/physrevd.90.043010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supernova explosion and black hole formation with hadron-quark phase transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1594 ページ: 278-283
  • DOI: 10.1063/1.4874082
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete equation of state for neutron stars using the relativistic Hartree-Fock approximation (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyatsu, Sachiko Yamamuro, Ken'ichiro Nakazato, Myung-Ki Cheoun
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1594 ページ: 420-425
  • DOI: 10.1063/1.4874104
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Equation of state for nuclear matter in core-collapse supernovae by the variational method (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Togashi, Y. Takehara, S. Yamamuro, K. Nakazato, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and M. Takano
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 569 ページ: 012058-012058
  • DOI: 10.1088/1742-6596/569/1/012058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 大質量星の重力崩壊によるブラックホールの形成とニュートリノ放出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 新学術「地下素核研究」第３回超新星ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス（宮城県）
  • 年月日: 2017-03-04
• [学会発表] Neutrino Observation of Core Collapse Supernovae (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Quarks and Compact Stars 2017
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所（京都府）
  • 年月日: 2017-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] 非一様相を考慮した有限温度核物質状態方程式 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 第５回中性子星核物質ウィンタースクール・研究会
  • 発表場所: 福島飯坂温泉 福すむ宿 福住旅館（福島県）
  • 年月日: 2017-02-16
• [学会発表] 銀河の金属量進化を考慮した連星ブラックホール合体からの背景重力波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 第29回理論懇シンポジウム「重力が織りなす宇宙の諸階層」
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス（宮城県）
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Inhomogeneous nuclear matter in compact stars (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: International Symposium on Neutron Star Matter (NSMAT2016) -Recent Progress in Observations, Experiments and Theories-
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス（宮城県）
  • 年月日: 2016-11-21
  • 国際学会
• [学会発表] 銀河の金属量進化を考慮した連星ブラックホール合体からの背景重力波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎，新納悠，佐合紀親
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス（宮崎県）
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 銀河の金属量進化を考慮した連星ブラックホール合体からの背景重力波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎，新納悠，佐合紀親
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス（愛媛県）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Detectability and Uncertainties of the Supernova Relic Neutrino Background (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato, Eri Mochida, Yuu Niino, Hideyuki Suzuki
  • 学会等名: 14th Symposium on Nuclei in the Cosmos
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県）
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Theoretical study of supernova relic neutrinos (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2016
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス 小柴ホール（東京都）
  • 年月日: 2016-05-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SK-Gdによる超新星背景ニュートリノの検出可能性とその不定性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 持田恵里，中里健一郎，新納悠，鈴木英之
  • 学会等名: 新学術「地下素核研究」第二回超新星ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 富山商工会議所（富山県）
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] 原始中性子星における有限温度非一様状態の核物質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 第28回理論懇シンポジウム「宇宙における天体形成から生命まで」
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府）
  • 年月日: 2015-12-23
• [学会発表] 中性子星の状態方程式 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: KEK理論センター研究会「原子核・ハドロン物理の課題と将来」
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構つくばキャンパス（茨城県）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] 原始中性子星における有限温度非一様状態の核物質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎，富樫甫，竹原裕太，山室早智子，鈴木英之，鷹野正利
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス（兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Spectrum of the Supernova Relic Neutrino Background (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Numazu Workshop 2015: Challenges of modeling supernovae with nuclear data
  • 発表場所: 三島商工会議所（静岡県）
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Astrophysical Implications of the Symmetry Energy (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Workshop on Science with SpiRIT TPC
  • 発表場所: 理化学研究所和光キャンパス（埼玉県）
  • 年月日: 2015-06-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Super-Kamiokande及びKamLANDによる超新星ニュートリノ観測の相補的解析による可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林田眞悟，池田一得，石徹白晃治，茅野翼，小汐由介，中里健一郎，高橋亘，梅田秀之，徐宸原，吉田敬
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 超新星ニュートリノの理論予測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] クラスト状態方程式が中性子星半径に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石塚知香子，中里健一郎，大西明
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 軟ガンマ線リピーターの再帰的バーストに対する自己組織化臨界モデル (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 第27回理論懇シンポジウム「理論天文学・宇宙物理学と境界領域」
  • 発表場所: 国立天文台三鷹キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-12-24 – 2014-12-26
• [学会発表] Supernova Explosion and Black Hole Formation with QCD Phase Transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Quarks and Compact Stars
  • 発表場所: KIAA, Peking University, Beijing, China
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Variational study of the supernova equation of state with realistic nuclear forces (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Togashi, Yuta Takehara, Sachiko Yamamuro, Ken'ichiro Nakazato, Hideyuki Suzuki, Kohsuke Sumiyoshi, Masatoshi Takano
  • 学会等名: 4th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Waikoloa, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] Stellar core collapse with QCD phase transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato
  • 学会等名: Compact Stars in the QCD Phase diagram IV
  • 発表場所: Kino Prerow, Prerow, Germany
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] 軟ガンマ線リピーターの再帰的バーストに対する自己組織化臨界モデル (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス（山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 銀河の金属量進化を考慮した超新星背景ニュートリノのスペクトル予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 持田恵里，中里健一郎，新納悠，鈴木英之
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス（山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 星形成史と超新星背景ニュートリノ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里健一郎
  • 学会等名: 宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究 第一回研究会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府）
  • 年月日: 2014-08-23 – 2014-08-24
  • 招待講演
• [備考] Web site of Supernova Relic Neutrino Background
  • URL: http://asphwww.ph.noda.tus.ac.jp/srn/