2021 Fiscal Year Annual Research Report
Unified high-precision calculations of nuclei and neutron stars with a massively parallelized density-functional solver
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18H01209
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中務 孝 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (40333786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 鉄也 筑波大学, システム情報系, 教授 (60187086)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 密度汎関数理論 / 集団運動 / 中性子星 / 原子核反応 / 原子核構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有限温度Hartree-Fock-Bogoliubov理論の新たな数値解法として開発してきたグリーン関数を用いる方法では、反復解法による代数方程式の解が必要とされていた。行列対角化による方法では対処できないような大きな系を扱うことができる利点がある一方、反復法の収束性が問題となる場合も見受けられた。そこで、反復法にも行列対角化にも寄らない方法として、フェルミ演算子展開法に基づくアルゴリズムとコード開発を実施し、有限の原子核構造や有限温度原子核物質の解析への初めての応用を成功させた。これにより、有限温度の大きな体積をもつ系への応用に新たな道を開くことができ、中性子星表面付近のクラスト構造、インナークラストにおける中性子超流体の構造・ダイナミクスの解明に向けて大きな前進となった。この手法は、大規模並列化に適した数値アルゴリズムをもち、かつ、究極的には数値計算のコストが系のサイズ（体積または粒子数）に比例する「オーダーN」と呼ばれるスケーリングを持つことが示唆されているが、本研究においても、それほど大きな系ではないにも関わらず高温ではオーダーNの性質を示された。原子核物理ではあまり注目されてこなかった性質であるが、非一様な中性子星物質の研究では重要な役割を果たすと期待される。これらの内容を発表した論文は、アメリカ物理学会のPhysical Review誌においてEditors' suggestionに選出された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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