Neutrino signals of evolution from supernova to neutron star

从超新星到中子星演化的中微子信号

基本信息

批准号：
19J21669
负责人：
杉浦健一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，超新星から中性子星に到るまでの進化を解明するために，超新星爆発中に大量に放出されるニュートリノシグナルの理論予測を行う研究を行なっている. 超新星爆発のエネルギー源は重力崩壊中に解放される重力エネルギーであり，その 99% はニュートリノの形で放出される. ニュートリノと物質との間の反応率は，電磁波と物質と比較して極めて小さいため，ニュートリノは超新星中心部すなわち原始中性子星 (PNS) の情報を我々に伝えてくれるメッセンジャーである. 超新星からのニュートリノシグナルの解明は，超新星メカニズムの理論的解明のみならず，高温高密度物質の解明に非常に重要な役割を果たす.本年は，昨年度に引き続き，超新星中心部におけるニュートリノと物質の相互作用及びそれがニュートリノシグナルに与える影響に特化して研究を行ってきた.ニュートリノと物質の相互作用に関して行った研究は主に二つに分けられる. まず一つ目は，近年，超新星における存在の重要性が注目されているミューオンが関わるニュートリノ反応の反応率の計算である. これまでは，ミューオンはその大きな静止質量のために，超新星爆発初期には存在しないと考えられていたが，近年の数値シミュレーションにより，ミューオンが一定量生成されることが指摘され，原始中性子星の冷却においてもミューオンの寄与を調べることが重要である. そこで，私は原始中性子星の冷却段階の熱力学状態を取り出して，ミューオンとニュートリノ反応率を全てを精密に計算し，それらの反応がどの程度重要かを評価した.

在这个研究项目中，为了阐明从超新星到中子星的演化过程，我们正在进行研究，从理论上预测超新星爆炸过程中发出的大量中微子信号。超新星爆炸的能量来源是引力能。衰变过程中释放的物质，其中99%以中微子的形式释放。与电磁波和物质相比，中微子和物质之间的反应速率非常小，因此中微子是向我们传达有关超新星或原始中子星（PNS）核心信息的信使。阐明超新星中微子信号不仅对于理论上阐明超新星机制，而且对于阐明高温致密物质也具有非常重要的作用。我一直在专门研究相互作用及其对中微子信号的影响。中微子和物质可以分为两大类。第一步是计算涉及μ子的中微子反应的反应速率，μ子在超新星中的存在近年来引起了人们的关注。到目前为止，人们一直认为μ子由于其较大的静止质量，在早期阶段是活跃的此前人们认为μ子不存在，但最近的数值模拟表明μ子的产生量恒定，因此研究μ子对原中子星冷却的贡献非常重要。因此，我提取了原初中子星在冷却阶段的热力学状态，精确计算了所有μ子和中微子反应速率，并评估了这些反应的重要性。