現実的核力に基づいた超新星爆発シミュレーションのための核物質状態方程式の作成

現実的核力(AV18+UIX)から出発した多体変分計算によって作成した一様核物質状態方程式(EOS)を、ニュートリノ輻射輸送を考慮した重力崩壊型超新星爆発(SN)シミュレーションに適用した。シミュレーションでは、太陽質量の15倍の星のコアを初期モデルとして、球対称を仮定した一般相対論的輻射流体計算を行った。そして、シミュレーションから得られた高密度コアの熱力学量を、現在広く用いられているSN-EOSであるShen EOSの場合と比較することで、本研究で作成した変分法による一様核物質EOSの性質を調べた。シミュレーションの結果、ニュートリノ放出によるエネルギー損失のため、SNの爆発現象は生じなかった。これは、Shen EOSを始めとした従来の現象論的模型に基づくSN-EOSによる球対称輻射流体計算と同様の結果である。ただし、本研究で作成したEOSは、Shen EOSよりも軟らかい傾向を示し、SN爆発に有利であることがわかった。さらに、2つのEOSの対称エネルギーの違いによって、本研究で作成したEOSによる星の中心部分は、Shen EOSの場合よりも中性子過剰となった。次に今年度の研究では、温度、密度、陽子混在度の組でおよそ2700万ポイントの一様核物質の自由エネルギーデータテーブルを完備し、それを用いたThomas-Fermi計算によって、変分法によって作成した一様核物質EOSと自己無矛盾な非一様核物質EOSの作成に取り組んだ。Thomas-Fermi計算によって得られた有限温度核物質の相図は、Shen EOSの場合と似たような傾向を示した。また、典型的な温度、陽子混在度、密度において現れる原子核の質量数と陽子数は、Shen EOSの場合よりも大きくなることがわかった。

現実的核力(AV18+UIX)から出発した多体変分計算によって作成した一様核物質状態方程式(EOS)を、ニュートリノ輻射輸送を考慮した重力崩壊型超新星爆発(SN)シミュレーションに適用した。シミュレーションでは、太陽質量の15倍の星のコアを初期モデルとして、球対称を仮定した一般相対論的輻射流体計算を行った。そして、シミュレーションから得られた高密度コアの熱力学量を、現在広く用いられているSN-EOSであるShen EOSの場合と比較することで、本研究で作成した変分法による一様核物質EOSの性質を調べた。シミュレーションの結果、ニュートリノ放出によるエネルギー損失のため、SNの爆発現象は生じなかった。これは、Shen EOSを始めとした従来の現象論的模型に基づくSN-EOSによる球対称輻射流体計算と同様の結果である。ただし、本研究で作成したEOSは、Shen EOSよりも軟らかい傾向を示し、SN爆発に有利であることがわかった。さらに、2つのEOSの対称エネルギーの違いによって、本研究で作成したEOSによる星の中心部分は、Shen EOSの場合よりも中性子過剰となった。次に今年度の研究では、温度、密度、陽子混在度の組でおよそ2700万ポイントの一様核物質の自由エネルギーデータテーブルを完備し、それを用いたThomas-Fermi計算によって、変分法によって作成した一様核物質EOSと自己無矛盾な非一様核物質EOSの作成に取り組んだ。Thomas-Fermi計算によって得られた有限温度核物質の相図は、Shen EOSの場合と似たような傾向を示した。また、典型的な温度、陽子混在度、密度において現れる原子核の質量数と陽子数は、Shen EOSの場合よりも大きくなることがわかった。