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2017 年度 実績報告書

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 / 中性子星 / 変分法
研究実績の概要

エネルギー汎関数を用いた変分法の拡張の研究では、2体核力としてAV6'ポテンシャルを、そして3体核力としてUIXポテンシャルを用いた場合の、絶対零度対称核物質に対するエネルギー汎関数を構築し、それを用いた変分計算により、一核子当たりのエネルギーを求めた。その結果、AkmalらのFermi Hypernetted Chain計算で予言されているような、π中間子凝縮相への1次相転移の傾向は見られなかった。実際、Isovector Spin-longitudinal Responseの平均エネルギーを求めたところ、有限の波数でエネルギーのソフト化が見られ、それはπ中間子凝縮相への相転移の前兆と見られるが、実際の相転移は生じていない。
また有限温度核物質に対するエネルギー汎関数を用いた変分法を、原始中性子星構造計算へと適用した。まず2体核力はAV4'ポテンシャルを、そして3体核力はUIXポテンシャルの斥力項のみを用い、Schmidt-Pandharipandeの方法に沿って有限温度中性子物質及び対称核物質の自由エネルギー計算を行った。さらに非対称核物質の自由エネルギーを内挿により求め、レプトンの混在を考慮して、等エントロピーでレプトン混在比が一定の星として近似した原始中性子星の構造を求めた。ここで特に3体斥力の不定性を考慮して、UIX斥力項の強度を変更した2種類の状態方程式を作成し、3体斥力の強度の違いによる原始中性子星構造の違いを調べた。その結果、3体斥力の強い状態方程式の方が、より大きな星の半径を予言したが、絶対零度中性子星の構造へと適用した場合、どちらの状態方程式を用いた場合でも、連星中性子星合体GW170817の観測から示唆される中性子星の半径に対する制限とは矛盾しない結果が得られた。

備考

富樫甫(研究協力者)第12回日本物理学会理論核物理領域若手奨励賞(第19回核理論新人論文賞)受賞

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] New Table of Supernova Equation of State Using a Variational Method and Its Application to Astrophysical Compact Objects2018

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki and M. Takano
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 20 ページ: 011021

    • DOI

      10.7566/JPSCP.20.011021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new equation of state for core-collapse supernovae based on realistic nuclear forces and including a full nuclear ensemble2017

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

      J. Phys. G: Nucl. Part. Phys.

      巻: 44 ページ: 094001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aa7f35

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 現実的核力に基づく超新星物質状態方程式の構築2018

    • 著者名/発表者名
      富樫甫
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大学)
    • 招待講演
  • [学会発表] The nuclear equation of state obtained by the variational method with explicit energy functionals and its application to ptoro-neutron stars2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shoji, H. Togashi, and M. Takano
    • 学会等名
      International conference on “Physics of core-collapse supernovae and compact star formations
    • 国際学会
  • [学会発表] Variational method with explicit energy functionals for nuclear matter including the Fujima-Miyazawa three-nucleon force2018

    • 著者名/発表者名
      R. Yokota, and M. Takano
    • 学会等名
      International conference on “Physics of core-collapse supernovae and compact star formations
    • 国際学会
  • [学会発表] Supernova equation of state with realistic nuclear interactions and hyperon mixing in hot dense matter2018

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, M. Takano, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and E. Hiyama
    • 学会等名
      International conference on “Physics of core-collapse supernovae and compact star formations
    • 国際学会
  • [学会発表] Properties of a variational equation of state in core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, M. Takano, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki and K. Sumiyoshi,
    • 学会等名
      PACIFIC 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variational approach to hot and dense matter in compact stars2017

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, M. Takano, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and E. Hiyama
    • 学会等名
      International Workshop on Hadron and Nuclear Physics 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variational method with explicit energy functionals for nuclear matter taking into account the two-pion-exchange three-nucleon force2017

    • 著者名/発表者名
      R. Yokota, and M. Takano
    • 学会等名
      Reimei Workshop 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear equation of state with realistic nuclear force2017

    • 著者名/発表者名
      H. Togashi, M. Takano, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, K. Sumiyoshi and E. Hiyama
    • 学会等名
      ECT* Workshop “New perspectives on Neutron Star Interiors
    • 国際学会
  • [学会発表] 現実的核力に基づく核物質状態方程式の研究と今後の展望2017

    • 著者名/発表者名
      富樫甫
    • 学会等名
      RIBF理論若手放談会:エキゾチック核物理の広がり
    • 招待講演
  • [備考] Togashi EOS公開HP

    • URL

      http://www.np.phys.waseda.ac.jp/EOS/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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