超新星ニュートリノのエネルギースペクトルに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14039210
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 鈴木 英之 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (90211987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 住吉 光介 沼津工業高等専門学校, 教養科, 助教授 (30280720)
• Keywords: 超新星ニュートリノ / 超新星爆発 / ニュートリノ振動 / 原始中性子星

Research Abstract

重力崩壊型超新星爆発の際、形成された熱い原始中性子星がニュートリノを放出して冷えた中性子星に進化していく段階の数値シミュレーションを、Multigroup Flux Limited Diffusion schemeのニュートリノ輸送コードを用いて行ない、放出される超新星ニュートリノのエネルギースペクトルを求めた。今年度は、これまで使ってきたWolff、Shenの状態方程式に加え、Lattimer-Swestyの状態方程式をYe=0に拡張して使用し、状態方程式の依存性を詳しく調べた。その結果、原始中性子星の中心密度の違いから脱レプトン化の進み具合や、放出されるニュートリノ光度の減衰率などに大きな影響が現れることを示した。また、衝撃波が外層を通過する際の密度分布がニュートリノ振動に与える影響について調べるため、コアの(仮想的な)断熱崩壊による爆発モデルでの外層の密度分布の時間変化を計算した。今後、原始中性子星の収縮の効果も取り入れなければならないが、Wilsonらによるdelayed explosionモデルの密度分布とは異なる結果を得、ニュートリノ振動によるエネルギースペクトルの変形の様子を調べた。
また住吉を中心として、山田のBoltzmann solverによるニュートリノ輸送コードを用いた、超新星コアの重力崩壊のシミュレーションを進め、昨年までの電子型ニュートリノのみを考慮した計算に加えて、電子型反ニュートリノや非電子型ニュートリノを考慮したシミュレーションも開始した。コアのバウンス・衝撃波の発生と伝播、電子型ニュートリノの中性子化バーストなどの振舞を調べたが、動径方向のメッシュのとり方により振舞いに差異が見られ、物理的に意味のある結果を導き出すための結果数値計算精度の評価が必要となっている。

Research Products

• [Publications] H.Suzuki et al.: "Protoneutron star cooling with a new equation of state"Nuclear Physics. A718. 703c-705c (2003)
• [Publications] K.Sumiyoshi et al.: "Patterns of r-process in collapse-driven supernovae : delayed or prompt mechanism?"Nuclear Physics. A718. 303c-306c (2003)
• [Publications] K.Sumiyoshi, H.Suzuki, S.Yamada, H.Toki: "Properties of a relativistic equation of state for collapse -driven supernovae"Nuclear Physics. A730. 227-251 (2004)