• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

現実的核力から出発した変分法による超新星爆発計算用の核物質状態方程式の改良

研究課題

研究課題/領域番号 25400275
研究機関早稲田大学

研究代表者

鷹野 正利  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00257198)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード核物質状態方程式 / 超新星爆発 / 変分法
研究実績の概要

クラスター変分法を用いた超新星爆発計算用核物質状態方程式作成の研究では、非一様相自由エネルギーを求めるThomas-Fermi計算がほぼ終了した。この状態方程式での非一様相における核種をShen状態方程式の場合と比較すると、平均陽子混在度が小さい場合にはShen状態方程式よりも大きな中性子過剰核が出現するが、平均陽子混在度が比較的大きい領域ではShen状態方程式と本研究による状態方程式とで予言する核種は大きく異ならないことが分かった。さらにこの状態方程式テーブルを一般相対論的球対称断熱重力崩壊シミュレーションへと適用した。この断熱計算では平均陽子混在度が比較的大きいため、ここで出現する核種はShen状態方程式の場合と類似する結果となった。
エネルギー汎関数を用いた変分法の拡張の研究も進めた。まず絶対零度一様核物質に対しては、中性子物質の場合にv8'2体力ポテンシャルに加えUIX3体力ポテンシャルの斥力項を取り扱うようにエネルギー汎関数を拡張した。得られた計算結果はモンテカルロ計算(AFDMC)や他の変分計算(FHNC)の結果と近い値となった。ただしそれらの計算では2π交換項の斥力効果も含んでいるため、本研究結果より若干高いエネルギー値となっている。また有限温度核物質の自由エネルギー変分計算のためのエネルギー汎関数の拡張の研究に関しては、2体中心力及び3体斥力で相互作用する対称核物質の自由エネルギー計算への拡張に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

クラスター変分法に基づく超新星爆発シミュレーション用核物質状態方程式の作成の研究では、一部の熱力学量の密度、温度、陽子混在度依存性に不連続部分がみられ、それが自由エネルギー数値計算の不十分さによることと判明したが、それを解消するプロセスに当初予定していた以上の時間を要した。エネルギー汎関数を用いた変分法の拡張の研究においては、定式化すべきエネルギー表式が当初の予定以上に複雑化し、その推進に時間を要している。

今後の研究の推進方策

クラスター変分法に基づく超新星爆発計算用核物質状態方程式は、計画通りの完成を目指す。
エネルギー汎関数を用いた変分法による核物質状態方程式の計算も、基本方針は変更しない。すなわち、絶対零度及び有限温度において中性子物質と対称核物質を取り扱う拡張を最優先で行う。一方で非対称核物質への拡張に関しては、今後の研究進捗を踏まえて、必要に応じて自由エネルギーの直接計算以外の手法も検討する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Nuclear equation of state for core-collapse supernovae with realistic nuclear forces2015

    • 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

      Proceedings of Science

      巻: NIC XIII ページ: 169-1, 6

    • 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: 012058-1, 5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/569/1/012058

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Explicit energy functional for infinite nuclear matter with the tensor force2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takano, K. Kato and M. Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 529 ページ: 012025-1, 8

    • DOI

      10.1088/1742-6596/529/1/012025

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Shell effects in hot nuclei and their influence on nuclear composition in supernova matter2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nishimura and M. Takano
    • 雑誌名

      AIP conference proceedings

      巻: 1594 ページ: 239, 244

    • DOI

      10.1063/1.4874076

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Variational study of nuclear equation of state fore core-collapse supernovae and hyperonic neutron stars2015

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi et al.
    • 学会等名
      International Workshop on NEUTRINO PHYSICS and ASTROPHYSICS
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2015-03-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Variational study of the supernova equation of state with realistic nuclear forces2014

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, Y. Takehara, S. Yamamuro, K. Nakazato, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and M. Takano
    • 学会等名
      4th Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-10-09
  • [学会発表] An Explicit Energy Functional for Neutron Matter Taking into Account the Spin-Orbit Forces2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takano and K. Kato
    • 学会等名
      4th Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-10-09
  • [学会発表] 有限温度一様核物質に対するエネルギー汎関数を用いた変分法2014

    • 著者名/発表者名
      加藤浩平、鷹野正利
    • 学会等名
      新学術領域研究『実験と観測で解き明かす中性子星の核物質』第3回研究会
    • 発表場所
      熱川
    • 年月日
      2014-09-23
  • [学会発表] NUCLEAR EQUARION OF STATE FOR CORE-COLLAPSE SUPERNOVAE WITH REALISTIC NUCLEAR FORCES2014

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, Y. Takehara, S. Yamamuro, K. Nakazato, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and M. Takano
    • 学会等名
      13th Symposium on Nuclei in the Cosmos
    • 発表場所
      Debrecen, Hungary
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
  • [学会発表] 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
    • 学会等名
      3rd International Workshop on State of the Art in Nuclear Cluster Physics (SOTANCP3)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2014-05-28

URL: 

公開日: 2016-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi