スーパーカミオカンデを利用した超新星ニュートリノの研究

利用 Super-Kamiokande 研究超新星中微子

• 批准号: 20J14908
• 负责人: 森 正光
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo (2021)Kyoto University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14908/
• 关键词: ニュートリノ; 超新星爆発; ブラックホール

令和3年度の研究実績は、超新星爆発からのニュートリノ計算をブラックホールができる場合にも適用するため、Hernandez-Misnerメトリックを使ったシミュレーションコードの開発した。これは、現在の超新星爆発計算でよく使われるMisner-Sharpメトリックはブラックホールができると発散してしまい、それ以上計算できないが、Hernandez-Misnerメトリックでは事象の地平面を避けるように発展するのでブラックホールが形成された後も周囲の物質からのニュートリノ放射を計算することができる。超新星爆発の計算は、長らく中性子星が残る場合についてのみ長時間計算をされており、ブラックホールができる場合についてはブラックホールの形成直前の１秒程度しか前述の問題によって計算されてこなかった。本研究が完成すれば世界で初めてブラックホールからのニュートリノがブラックホール形成以降も計算することができる。ブラックホールからのニュートリノ放射は、世界中のニュートリノ検出器で検出を目指す超新星背景ニュートリノ計算の予言と宇宙の星形成の歴史を紐解くうえで重要である。今回は、開発の第一段階として流体計算の実装を行った。そしてこの実装が正しいかどうかを確かめるために、圧力がない物質の重力崩壊の計算のHernandez-Misnerメトリックでの厳密解を求めた。そして、シミュレーション結果と比較をして正確に実装できているかの試験を行い。両者が一致していることを確かめた。この研究の次の段階としてニュートリノ放射の計算の実装を行う。

The results of the study in 2002 and 2003 are as follows: (1) the development of supernova explosion, supernova explosion, super The calculation of supernova explosion is based on Misner-Sharp model, Hernandez-Misner model, Hernandez The calculation of supernova explosion is about 1 second before the formation of neutral star in the case of long time calculation. This study is to complete the calculation of the initial stage of the world. The history of the formation of stars in the universe is important for the calculation of the supernova background. The first stage of fluid computation is now under development. The Hernandez-Misner equation for calculating the gravitational collapse of a substance is derived from the equation of pressure. The results of the test were compared with those of the test. The same is true for those who do not. The second stage of this research is the implementation of radiation calculation.

项目成果

Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande. II. Impact of the Nuclear Equation of State

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac3ae2
• 发表时间: 2021-08
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: K. Nakazato;F. Nakanishi;M. Harada;Y. Koshio;Y. Suwa;K. Sumiyoshi;A. Harada;M. Mori;R. Wendell

Developing an end-to-end simulation framework of supernova neutrino detection

开发超新星中微子探测的端到端模拟框架

• DOI: 10.1093/ptep/ptaa185
• 发表时间: 2021
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Masamitsu Mori;Yudai Suwa;Ken'ichiro Nakazato;Kohsuke Sumiyoshi;Masayuki Harada;Akira Harada;Yusuke Koshio;Roger A. Wendell
• 通讯作者: Roger A. Wendell

Long time simulation of core-collapse of heavy mass stars

大质量恒星核心塌缩的长时间模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: Masamitsu Mori;Yudai Suwa;Ken'ichiro Nakazato;Kohsuke Sumiyoshi;Masayuki Harada;Akira Harada;Yusuke Koshio;Roger A. Wendell;森正光;森正光;森正光;森正光;森正光
• 通讯作者: 森正光

New modules of Super-Kamikande for super nearby supernovae

用于超近超新星的 Super-Kamikande 新模块

• 发表时间: 2021
• 作者: Kayashima Yuki;Komatsuda Masaaki;Muto Kei;Yamaguchi Junichiro;髙畑早希;Masamtisu Mori
• 通讯作者: Masamtisu Mori

Long time supernova simulation and search for supernovae at Super-Kamiokande

Super-Kamiokande 的长时间超新星模拟和超新星搜索

• 发表时间: 2021
• 作者: Kato Hiroki;Musha Itsuki;Komatsuda Masaaki;Muto Kei;Yamaguchi Junichiro;森 正光
• 通讯作者: 森 正光