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2023 年度 実績報告書

ボルツマンニュートリノ輸送計算で探るブラックホール形成と極限物理

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2915
配分区分基金
研究機関早稲田大学

研究代表者

赤穗 龍一郎  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード重力崩壊型超新星爆発 / ニュートリノ
研究実績の概要

第一に、原始中性子星への質量降着がニュートリノ放射に及ぼす影響を調査した。申請者が中心となって開発した一般相対論的ボルツマン輻射流体コードを用いて、冷え切ったした中性子星への質量降着とニュートリノ放射を計算した。中性子星表面付近に降着衝撃波が形成、そしてその内側に温度ピークが形成し、ニュートリノ放出源となることを示した。質量降着を起源とする放射は原始中性子星からの熱的放射とは異なるスペクトルを持つことがわかり、実際のニュートリノ観測が得られれば質量降着率に制限をつけることが可能であることを示した。また、電子型ニュートリノ放射が重レプトン型より卓越していることから質量階層性へ制限をつけられる可能性を示した。得られた結果をまとめて国際論文誌で発表した。
第二に、超新星爆発におけるニュートリノ集団振動の発生について調査した。ボルツマン輻射流体コードによる超新星爆発計算の結果を用いて、事後的にfast flavor instability (FFI) とcollisional flavor instability (CFI)の発生について解析を行なった。集団振動の発生条件は運動量空間分布に依存するため、先行研究のような近似的ニュートリノ輸送を用いた計算とは異なり無矛盾な手法による調査である。FFIとCFI両方の発生が認められ、どちらもダイナミクスに影響を及ぼす可能性のあるほどの高さの成長率を持つことがわかった。得られた結果をまとめて国際論文誌で発表した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Detectability of Late-time Supernova Neutrinos with Fallback Accretion onto Protoneutron star2024

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Akaho, Hiroki Nagakura, Thierry Foglizzo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 960 ページ: -

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad118c

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Collisional and Fast Neutrino Flavor Instabilities in Two-dimensional Core-collapse Supernova Simulation with Boltzmann Neutrino Transport2024

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Akaho, Jiabao Liu, Hiroki Nagakura, Masamichi Zaizen, Shoichi Yamada
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.109.023012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universality of the neutrino collisional flavor instability in core-collapse supernovae2023

    • 著者名/発表者名
      Jiabao Liu, Ryuichiro Akaho, Akira Ito, Hiroki Nagakura, Masamichi Zaizen, and Shoichi Yamada
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123024

    • 査読あり
  • [学会発表] 一般相対論的ボルツマン輻射流体コードによる超新星爆発計算2024

    • 著者名/発表者名
      赤穗龍一郎
    • 学会等名
      超新星ニュートリノ研究会
  • [学会発表] General Relativistic Boltzmann Neutrino Transport Simulation of Core-collapse Supernova2024

    • 著者名/発表者名
      赤穗龍一郎
    • 学会等名
      "Unraveling the History of the Universe and Matter Evolution with Underground Physics"(UGAP2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] 超新星のボルツマン輻射輸送計算におけるニュートリノ集団振動の系統的解析2023

    • 著者名/発表者名
      赤穗龍一郎
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季大会
  • [学会発表] ボルツマン輻射流体計算で探る超新星爆発とニュートリノ集団振動2023

    • 著者名/発表者名
      赤穗龍一郎
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム

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公開日: 2024-12-25  

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