６次元ボルツマン方程式により探る多次元超新星爆発メカニズム

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K05093
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 沼津工業高等専門学校
• 研究代表者: 住吉 光介 沼津工業高等専門学校, 教養科, 教授 (30280720)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 超新星 / ニュートリノ / 爆発 / 理論天文学 / 理論核物理 / 輻射輸送 / 計算科学 / スーパーコンピュータ

研究成果の概要

超新星爆発は、重い星が進化を遂げた最期に起きる華々しい天体現象である。宇宙・原子核物理上の大きな謎となっている爆発に至るメカニズムを解明するには、極限環境における物質の流体力学とニュートリノ反応と輸送を扱う必要がある。本研究では、ニュートリノ輻射輸送を厳密に解く独自の計算を世界で初めて実現して、ニュートリノ加熱による多次元的な爆発メカニズムにおけるミクロ物理が及ぼす影響を探ることに成功した。

自由記述の分野

原子核宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

超新星爆発の解明するためには大規模な数値シミュレーションが必要であり、これまでの研究ではニュートリノ反応と輸送を記述する際に、近似的な手法が用いられていた。本研究では基本方程式となる６次元ボルツマン方程式を解く計算コードを開発して、多次元的な爆発におけるニュートリノ反応と輸送を厳密に解くことが可能となった。これは世界初の快挙であり、工学的な輻射輸送計算の応用にも繋がる独創的な研究成果となった。