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2014 年度 実績報告書

多次元ニュートリノ輻射流体計算コードによる超新星爆発メカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 22540296
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) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード理論核物理 / 理論天文学 / ニュートリノ / 輻射輸送 / 超新星 / 爆発 / 計算科学 / 京コンピュータ
研究実績の概要

大質量星の進化の最期におこる重力崩壊は、中心コアのバウンスを経て華々しい超新星爆発を起こすと考えられている。爆発か否かを結論づける上での最大の課題はニュートリノ輻射輸送にある。これまでの研究では、ニュートリノ輻射輸送の計算が球対称あるいは近似のもとでのみ行われてきており、爆発メカニズムを明確に捉えることができなかった。この現状を打破して、ニュートリノ輻射輸送計算を空間3次元で実行可能にすることで、爆発ダイナミクスにおける多次元ニュートリノ輻射輸送の役割を明確にして、超新星爆発の謎にせまる。
平成26年度は、多次元ニュートリノ輻射輸送の特徴が普遍的であることを明らかにした。前年度に明らかにした3次元超新星コアの例では衝撃波が伝搬している状況であった。今年度は、衝撃波が停滞している場合について新たなモデル系列を設定して、ニュートリノ輻射輸送の計算を行なった。その結果、停滞衝撃波においても、Ray-by-ray法がニュートリノ分布や加熱率において方向変動を強調しすぎることを発見した。時系列に沿って1ミリ秒ごとのスナップショットについて計算を行なった結果、10ミリ秒程度に渡って非等方効果が続く事が判り、継続的な効果であることも示した。
また、本研究計画の最終目標であるニュートリノ輻射流体計算コードの開発が終了して、計算コードについての詳細・テスト問題・球対称重力崩壊の例を取りまとめて査読論文として出版した。この計算コードによりコアバウンス後の定常降着衝撃波に対する不安定性(SASI)の計算を行なった他、軸対称2次元において重力崩壊からスタートする時間発展計算を開始した。特に、京コンピュータにおけるチューニングを完了して、今後の超大規模の超新星シミュレーションの研究の道筋を構築できた。これらの成果について査読論文および国際会議にて公表を行なった。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Multi-dimensional features of neutrino transfer in core-collapse supernovae2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sumiyoshi, T. Takiwaki, H. Matsufuru and S. Yamada
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 216 ページ: 5 (37 pages)

    • DOI

      10.1088/0067-0049/216/1/5

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] EOSDB: The database for nuclear EoS2015

    • 著者名/発表者名
      C. Ishizuka, T. Suda, H. Suzuki, A. Ohnishi, K. Sumiyoshi and H. Toki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 67 ページ: 13 (17 pages)

    • DOI

      10.1093/pasj/psu141

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neutrino emissivities from deuteron-breakup and formation in supernovae2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nasu, S. X. Nakamura, K. Sumiyoshi, T. Sato, F. Myhrer and K. Kubodera
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 801 ページ: 78 (12 pages)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/801/2/78

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional Boltzmann-Hydro code for core-collapse in massive stars I. Special relativistic treatments2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nagakura, K. Sumiyoshi and S. Yamada
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 214 ページ: 16 (19 pages)

    • DOI

      10.1088/0067-0049/214/2/16

    • 査読あり / 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 method2014

    • 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 (5 pp)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/569/1/012058

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The influence of inelastic neutrino interactions with light clusters on core-collapse supernova simulations2014

    • 著者名/発表者名
      S. Furusawa, H. Nagakura, K. Sumiyoshi and S. Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 569 ページ: 012059 (5 pp)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/569/1/012059

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 3次元超新星爆発におけるニュートリノ多次元輻射輸送の特性2015

    • 著者名/発表者名
      住吉光介,滝脇知也,松古栄夫,山田章一
    • 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
    • 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2015

    • 著者名/発表者名
      住吉光介
    • 学会等名
      新学術「地下素核研究」第一回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Roles of neutrino reactions and transport in supernova explosions2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sumiyoshi
    • 学会等名
      Neutrino Nuclear Responses for Neutrino Studies in Nuclei (NNR14)
    • 発表場所
      RCNP, Osaka University, Japan
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
  • [学会発表] Roles of light nuclei in dense matter for supernova explosions2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sumiyoshi, S. Furusawa, H. Nagakura, H. Suzuki and S. Yamada
    • 学会等名
      Mini-Symposium on Nuclear Matter in Neutron Stars I (EoS and Structure), 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] Roles of dense matter & neutrino transfer in core-collapse supernovae2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sumiyoshi
    • 学会等名
      Advances and Perspectives in Computational Nuclear Physics, 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
      2014-10-05 – 2014-10-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-dimensional neutrino transfer in core-collapse supernovae and its implications2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sumiyoshi
    • 学会等名
      International workshop on "Nuclear Physics and Astrophysics of Neutron-Star Mergers and Supernovae, and the Origin of R-Process Elements"
    • 発表場所
      ECT* European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas, Trento, Italy
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulations of core-collapse supernovae: Neutrino transfer by 6D Boltzmann equation2014

    • 著者名/発表者名
      住吉光介
    • 学会等名
      超新星・ガンマ線バースト研究会 2014
    • 発表場所
      理化学研究所・和光キャンパス
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-27
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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