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本研究では、原子核物理の研究者と天体物理の研究者の連携により、格子QCDなどで得られるハドロン間相互作用やさまざまな多体系の取り扱い法に基づく現実的な状態方程式や原子核構造モデルを用いて、超新星爆発、ブラックホール形成、連星中性子星やブラックホールと中性子星の合体などの爆発的天体現象に関する一般相対論的数値シミュレーションを行い、そのダイナミクスや宇宙における元素の起源の解明を目指す。その際、自転に伴う質量放出や物質混合などを考慮した恒星進化、ハイペロンを含む核物質のダイナミクスへの影響、爆発的元素合成・r-過程・s-過程・ニュートリノ元素合成など多様な元素合成過程や元素合成サイト、元素組成の観測データを用いた超新星モデルへのフィードバック、放出されるニュートリノや重力波の将来観測からのハドロン物理へのフィードバックの可能性についても詳しく解析する。また将来の大規模数値計算の準備として数値相対論と多次元ニュートリノ輸送の結合に関する基礎研究も行う。また、ニュートリノ振動についてニュートリノ-電子相互作用が作りだす物質効果だけでなく、ニュートリノの自己相互作用による二体量子効果を厳密に扱う理論計算の枠組みを検討し、超新星ニュートリノフレーバーの変化および元素合成に与える影響を数値計算により解明する。これらの研究テーマについて、本計画研究内のみならず他の計画研究班の研究者との新たな連携を推進することも大きな目標の一つである。
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