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重力波天体現象解明のための高密度高温核物質状態方程式

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 18H04597
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東京理科大学 (2019)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018)

研究代表者

古澤 峻  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 助教 (40737251)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード宇宙物理(理論) / 原子核(理論)
研究実績の概要

重力崩壊型超新星爆発などの重力波天体現象は、重力波・ニュートリノなどの放出源や、核物理の検証場所として重要な研究対象である。本研究課題では、それらの天体現象の解明に不可欠な真の核物質状態方程式の構築を目指し、核物質の性質と天体現象のメカニズムの関連を一貫して解明する。具体的には、最先端の核物質理論に基づく状態方程式データを作成・拡張し超新星シミュレーションに適用することで、核物質理論の違いが超新星爆発に与える影響を明らかにする。また補助的な課題として、超新星爆発に影響を及ぼす原子核の種類や性質を明らかにする。
本年度は、順調に研究が進み、学術論文3報(主著1報、共著2報)を発表した。主著論文としては、相対論的ブルックナーハートリーフォック理論に基づく多核種の状態方程式の計算を行った。既に計算済みである変分法に基づく状態方程式に比べて、対称核物質は柔らかく、中性子物質は硬い性質であり、超新星爆発シミュレーションにおいて重大な違いを生むことが予想される。それに関連して、国際学会発表4回(1回は招待講演)、国内学会2回(うち1回は招待講演)を行った。共著論文においては、ニュートリノ振動が超新星爆発シミュレーションに与える影響の解析や、重力波観測と無矛盾であり変分法に基づくハドロン状態方程式とNJL模型に基づくクォーク状態方程式をクロスオーバー相転移で繋ぐ中性子星物質の状態方程式の計算などを行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] プリンストン大学/イリノイ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] フランクフルト先進研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 華中師範大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuclear statistical equilibrium equation of state with a parametrized Dirac?Br?ckner Hartree?Fock calculation2020

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Shun、Togashi Hajime、Sumiyoshi Kohsuke、Saito Koichi、Yamada Shoichi、Suzuki Hideyuki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 1

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz135

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast collective neutrino oscillations inside the neutrino sphere in core-collapse supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Delfan Azari Milad、Yamada Shoichi、Morinaga Taiki、Nagakura Hiroki、Furusawa Shun、Harada Akira、Okawa Hirotada、Iwakami Wakana、Sumiyoshi Kohsuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 2 ページ: 023018-023018

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.023018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nuclei in central engine of core-collapse supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Shun
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 95 号: 7 ページ: 074002-074002

    • DOI

      10.1088/1402-4896/ab8c15

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Neutron Star Equation of State with Quark-Hadron Crossover2019

    • 著者名/発表者名
      Baym Gordon、Furusawa Shun、Hatsuda Tetsuo、Kojo Toru、Togashi Hajime
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 885 号: 1 ページ: 42-42

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab441e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Neutrino Distributions in Phase Space for the Rotating Core-collapse Supernova Simulated with a Boltzmann-neutrino-radiation-hydrodynamics Code2019

    • 著者名/発表者名
      Harada Akira、Nagakura Hiroki、Iwakami Wakana、Okawa Hirotada、Furusawa Shun、Matsufuru Hideo、Sumiyoshi Kohsuke、Yamada Shoichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 872 号: 2 ページ: 181-181

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab0203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparing Treatments of Weak Reactions with Nuclei in Simulations of Core-collapse Supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Nagakura Hiroki、Furusawa Shun、Togashi Hajime、Richers Sherwood、Sumiyoshi Kohsuke、Yamada Shoichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 240 号: 2 ページ: 38-38

    • DOI

      10.3847/1538-4365/aafac9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensitivity of nuclear statistical equilibrium to nuclear uncertainties during stellar core collapse2018

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Shun
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 号: 6 ページ: 065802-065802

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.065802

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星爆発における軽原子核の役割と凝縮可能性2020

    • 著者名/発表者名
      古澤峻
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星爆発と原子核2020

    • 著者名/発表者名
      古澤峻
    • 学会等名
      第3回若手放談会:エキゾチック核物理の将来
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nuclear equations of state for supernova simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Shun Furusawa
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, The third symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear equations of state for supernova simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Furusawa
    • 学会等名
      Multi-dimensional Modeling and Multi-Messenger observation from Core-Collapse Supernovae
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclei in Core-Collapse Supernovae matter in compact stars2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Furusawa
    • 学会等名
      8th International Conference on New Frontiers in Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conversion of hadronic matter to quark matter in compact stars2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Furusawa
    • 学会等名
      The 8th Huada QCD School
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天体物質の核統計平衡における原子核物理の不定性2019

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超新星爆発におけるニュートリノ原子核反応2019

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      ニュートリノ原子核反応とニュートリノ相互作用
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nuclei in Core-Collapse Supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      WORKSHOP ON QUANTUM MANY-BODY PROBLEMS IN PARTICLE, NUCLEAR, AND ATOMIC PHYSICS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超新星ニュートリノ2018

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      九大理研ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear Physics Uncertainties in Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      theories of nuclear structure and dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Equations of state of hot and dense nuclear matter for gravitational wave physics2018

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear Uncertainties in Equation of State for Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      Deciphering multi-Dimensional nature of core-collapse SuperNovae via Gravitational-Wave and neutrino signatures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear Weak Interactions in Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      古澤 峻
    • 学会等名
      Neutrino2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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