A unified understanding of r-process nucleosynthesis from gravitational wave and kilonova observations

从引力波和千新星观测中对r过程核合成的统一理解

• 批准号: 21H01087
• 负责人: 西村 信哉
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01087/
• 关键词: 宇宙核物理; 中性子過剰核; 高エネルギー天体; 元素合成; rプロセス; 核分裂; 高密度天体; 高エネルギー天体物理; 核反応

本研究計画では、宇宙における重元素生成のうち、金やプラチナ、ウラン等のアクチノイドの起源であるrプロセスを対象とする。rプロセスは、連星中性子星の合体や超新星などの爆発的な天体環境で起こると考えられる。rプロセス元素合成の起こる環境では、高い中性子数密度により中性子捕獲が爆発的に進み、大量の中性子過剰核が形成される。それらの中性子過剰核の多くは実験で確認されておらず、現在行われているrプロセスの計算では不定性の大きい理論予測値に基づいている。本研究計画では、中性子過剰核の反応・崩壊率の理論計算をアップデートし、rプロセス計算に適用し影響を調べる。さらに、原子核の不定性を考慮したモンテカルロ元素合成計算を用いて、不定性の定量的な評価とともに重要な反応率を同定する。本年度は、主として中性子過剰核に関する崩壊の分岐比の計算と核分裂の動力学計算において進展があった。中性子過剰核がベータ崩壊することで、新たな核種の励起状態が得られるが、その後、ガンマ線を放出し脱励起するか中性子を出す、あるいは、重い核では核分裂する。これらの違いは原子核の構造によるが、この分岐比はrプロセス元素合成への影響が大きい。我々は、最新の理論計算により核図表の広い範囲にわたって、この値を計算した。ウランやより重い超重元素などは核分裂を引き起こす。分裂は確率過程であり、実際にどのような分布になるかは動力学計算を用いて評価する必要がある。我々は中性子過剰核でも未到の領域を対象に核分裂計算を行い、核分裂分布を計算した。また、我々は、以上の反応・崩壊率のアップデートに基づいて、モンテカルロ元素合成計算により諸量の影響を調べた。同じ計算の枠組みで陽子過剰核での元素合成についても着目し、中性子過剰核で今のところ達成できない核反応の実験について最新の反応率を評価し、元素合成への影響を調べた。

This research project aims to explore the origin of heavy element generation in the universe, such as gold and silver. The celestial environment of the supernova explosion is caused by the combination of stars and neutral stars. The environment for the initiation of the synthesis of these elements is characterized by a high intermediate number density, and a high intermediate number density. In addition to the above, the calculation of the current situation is uncertain and theoretical. This study aims to adjust the influence of theoretical calculation on the anti-collapse rate of nuclear particles. In addition, nuclear uncertainty is considered in the calculation of the synthesis of elements, and the quantitative evaluation of uncertainty and the determination of important reaction rates are also discussed. This year, we have made great progress in calculating the fission kinetics of nuclear fission. In the middle of the nucleus, the excited state of the new nuclide is obtained, the line is released, the excitation is released, the middle of the nucleus is released, and the nucleus is divided. The structure of the nucleus is affected by the composition of the elements. The latest theoretical calculations were carried out in the paper. The heavy elements in the nucleus are caused by nuclear fission. It is necessary to evaluate the probability of splitting and to calculate the probability of splitting. We have to calculate the distribution of nuclear fission. In addition, the influence of these parameters on the calculation of the synthesis of the elements in the matrix and the breakdown rate of the reaction is also investigated. In the same way, the calculation of the composition of the core of the core

项目成果

ジェット状超新星におけるrプロセス元素の生成と放出

喷射式超新星中 r 过程元素的产生和释放

• 发表时间: 2021
• 作者: Sotani Hajime;Togashi Hajime;Takano Masatoshi;西村信哉
• 通讯作者: 西村信哉

Jet-induced core-collapse supernovae with the production of r-process elements

喷射引起的核心塌缩超新星伴随着 r 过程元素的产生

• 发表时间: 2021
• 作者: Dohi A.;Nishimura N.;Sotani H.;Noda T.;Liu He-Lei;Nagataki S.;Hashimoto M.;西村信哉
• 通讯作者: 西村信哉

University of Basel(スイス)

巴塞尔大学（瑞士）

Future perspectives of r-process studies from observations and measurements

从观察和测量看 r 过程研究的未来前景

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuuki Yasui;Christopher Butler;Khanh Nguyen;Satoru Hayami;Takuya Nomoto;Tetsuo Hanaguri;Yukitoshi Motome;Ryotaro Arita;Taka-hisa Arima;Yoshinori Tokura;and Shinichiro Seki;北嶋直弥;西村信哉
• 通讯作者: 西村信哉

Fission mechanism inferred from nuclear shape fluctuation by the Langevin equation

通过朗之万方程从核形状波动推断裂变机制

• DOI: 10.1103/physrevc.105.034604
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review C
• 影响因子: 3.1
• 作者: Aritomo Y.;Iwamoto A.;Nishio K.;Ohta M.
• 通讯作者: Ohta M.