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2015 年度 実施状況報告書

ポスト京時代に向けたニュートリノ輻射輸送法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26870823
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

滝脇 知也  国立研究開発法人理化学研究所, 長瀧天体ビッグバン研究室, 客員研究員 (50507837)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードニュートリノ / 高精度計算 / 超新星爆発 / 輻射輸送
研究実績の概要

本研究は超新星爆発のメカニズムにおいて,重要な輻射輸送スキームの開発を行うものである.特にスパコンでいかに効率よく計算するかという点に重きが置かれているが,近似解法を用いた場合には,その手法の限界,つまりどの点は第一原理計算と同じで,どの点は違うのかについても,明らかにする必要があるだろう.
本年度は,昨年度開発に成功したM1クロージャースキームについて論文にまとめた.Kuroda et al. 2016としてAstrophysical Journalから出版されている.
他方で,こうして開発したスキームが他の方法とどれほどコンシステントなのかについて,考察を進めた.それというのも,近年,超新星爆発の計算結果がグループごとに異なっていることが問題になっているからである.計算結果に差が生まれる一つの大きな原因は輻射輸送の計算法であるため,各グループの結果の違いが何によっているのか,早急に確かめる必要がある.結果の比較にはこのM1クロージャーのスキームと,もう少し簡単でこれまで我々がよく使ってきたIDSAのスキームを用いた.
結局,計算結果の違いは入力物理であって,輻射輸送法そのものではないことが分かった.比較の結果,もし,入力物理を完全に同じにしたら,各グループの結果はほとんど同じになることが分かったからである.入力物理とはニュートン力学で解くのか,一般相対論の効果を取り入れるのかと,どのニュートリノ反応をとりいれるのかを指す.結局,他のグループと完全に同じ入力物理で計算を行う必要があり,少し手間がかかったが,我々の計算結果にも自信が持てる結論となった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上記の実績欄に書いたとおり,最初のコード開発は順調に進み,それを論文で発表し,結果は認められている.一方で計画ではさらに高精度の輻射輸送のスキームに進む予定であったが,そのコード開発は若干遅れている.その理由は実績欄で書いたように,超新星の計算結果が各グループで違うことが問題視され,それの解決に力を注いだからである.このような状況化では,スキームをより高精度化するよりも,それまでの結果を正当化するほうに力を割かざるを得なかった.結果,超新星のコミュニティ内外での計算の信頼性が高まって非常に良い成果を得ているが,一方で計画には若干の遅れが生じている.そのプラスマイナスを勘案し,おおむね順調に進展しているとした.

今後の研究の推進方策

研究計画の後半にあるボルツマン輸送のコード開発を精力的に進める必要がある.

次年度使用額が生じた理由

計算に必要なハードディスク代を多く見積もっていたが,国立天文台の設備を使うことで節約できた.

次年度使用額の使用計画

繰り越した分も含め,精力的に研究会に出かけ,発表を行いたい.その旅費に使用する.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] A New Multi-energy Neutrino Radiation-Hydrodynamics Code in Full General Relativity and Its Application to the Gravitational Collapse of Massive Stars2016

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, Takami; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 222 ページ: id. 20, 27 pp

    • DOI

      10.3847/0067-0049/222/2/20

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Criterion of Supernova Explosion Revisited: The Mass Accretion History2016

    • 著者名/発表者名
      Suwa, Yudai; Yamada, Shoichi; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 816 ページ: id. 43, 16 pp

    • DOI

      10.3847/0004-637X/816/1/43

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coherent network analysis of gravitational waves from three-dimensional core-collapse supernova models2015

    • 著者名/発表者名
      Hayama, Kazuhiro; Kuroda, Takami; Kotake, Kei; Takiwaki, Tomoya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 ページ: 122001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.122001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic features of axisymmetric neutrino-driven core-collapse supernova models in multiple progenitors2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Ko; Takiwaki, Tomoya; Kuroda, Takami; Kotake, Kei
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 67 ページ: 10716

    • DOI

      10.1093/pasj/psv073

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The r-process Nucleosynthesis in the Various Jet-like Explosions of Magnetorotational Core-collapse Supernovae2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, Nobuya; Takiwaki, Tomoya; Thielemann, Friedrich-Karl
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 810 ページ: id. 109, 23 pp

    • DOI

      10.1088/0004-637X/810/2/109

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Gravitational wave signals from three dimensional simulations of Core-Collapse Supernovae2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      4th annual meeting of innovative area on MM study of GW sources
    • 発表場所
      IPMU(千葉)
    • 年月日
      2016-02-18 – 2016-02-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニュートリノ観測による超新星爆発メカニズムの探求2016

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所(富山)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
    • 招待講演
  • [学会発表] A new class of rotational explosion in core-collapse supernovae2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      QUCS2015
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム(奈良)
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependence of nuclear equation of state on supernova explosion2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      Numazu workshop
    • 発表場所
      三島商工会議所(静岡)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How supernova simulations are affected by input physics2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      MICRA2015
    • 発表場所
      ストックホルム(スェーデン)
    • 年月日
      2015-08-17 – 2015-08-21
    • 国際学会
  • [学会発表] How equation of state affects explosions of core-collapse supernovae2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      International Symposium on "Physics and Astronomy of Neutron Stars and Supernovae
    • 発表場所
      国立天文台(東京)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超新星3次元モデルに基づくニュートリノ信号2015

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      ハイパーカミオカンデにおける宇宙ニュートリノ観測
    • 発表場所
      神戸大学百年記念館 六甲ホール(兵庫)
    • 年月日
      2015-05-18 – 2016-05-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元超新星モデルからのニュートリノ予測2015

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」 2015年領域研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念館 六甲ホール(兵庫)
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-17
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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