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2018000005-20180288  
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本文公開日
 
タイトル
タイトル 超新星爆発におけるニュートリノ乱流の特性解明の数値シミュレーション  
カナ チョウシンセイ バクハツ ニ オケル ニュートリノ ランリュウ ノ トクセイ カイメイ ノ スウチ シミュレーション  
ローマ字 Chōshinsei bakuhatsu ni okeru nyūtorino ranryū no tokusei kaimei no sūchi shimyurēshon  
別タイトル
名前 Numerical simulation of characterization of neutrino turbulence in supernova explosion  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 小林, 宏充  
カナ コバヤシ, ヒロミチ  
ローマ字 Kobayashi, Hiromichi  
所属 慶應義塾大学法学部教授  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 慶應義塾大学  
カナ ケイオウ ギジュク ダイガク  
ローマ字 Keiō gijuku daigaku  
日付
出版年(from:yyyy) 2019  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 pdf  
上位タイトル
名前 学事振興資金研究成果実績報告書  
翻訳  
 
 
2018  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
太陽質量の約8倍以上の質量をもつ恒星の核融合が終焉すると、自己重力で収縮が起こり、星の中心(コア)は崩壊する。その収縮によるコア崩壊の反動で衝撃波を伴う爆発が起こると考えられている。そこでは、電子が陽子に捕獲されることによって生成されたニュートリノが、星の重力エネルギーの約99%を外側に運び去る。特に超新星コアでは、ニュートリノの平均自由行程は、コアサイズよりも十分小さくなるため流体近似が可能となる。
これまで2次元計算が行われ、衝撃波内側で非一様なエネルギー集中により、衝撃波が非球対称に膨張・進行する爆発が数値計算で得られるようになった。一方、3次元計算ではエネルギーの順カスケードが支配的であり、爆発に至る衝撃波内側でのエネルギー集中が起こりづらく、爆発が起こりにくくなることがわかってきた。
これまでの超新星の研究では、ニュートリノが左巻きのみというパリティ対称性の破れは考慮されてこなかった。通常の流体については、渦度方向には流れは誘起されないが、カイラリティをもつ素粒子については、そのカイラリティによるパリティ対称性の破れのために、渦度方向に粒子の流れが生成されることが知られており、カイラル渦効果 (CVE: chiral vortical effect) と呼ばれる。最近、ニュートリノのカイラル渦効果によって、超新星の流体力学的な時間発展が定性的に修正されることが見出された。
そこで本研究では、エネルギーの順カスケードが支配的な3次元数値計算において超新星爆発を実現させるために、ニュートリノのパリティ対称性の破れを考慮した回転一様乱流計算を行った。その結果、回転が強くなるとエネルギーの逆カスケードにより密度や圧力の集中が起こり、対称性の破れから渦度方向へニュートリノが輸送され、その圧力勾配から渦度方向への速度が誘起されることがわかった。また、ヘリシティが密度に転換され、密度が増大することもわかった。
After nuclear fusion reaction of a massive star having about 8 times heavier mass than the solar mass is completed, the core of the star contracts by the self-gravity and a core collapse occurs. It has been considered that the supernova explosion with a shock wave will take place by the bounce of the core collapse. In the core, left-handed electrons are captured by protons, and neutrons and left-handed neutrinos are generated. The neutrinos will carry about 99% gravitational energy of the star toward the outside of the star. The supernova core is approximated as fluid because mean free path of the neutrinos is short enough compared to the core size.

In a two-dimensional simulation, it became clear that the shock wave asymmetrically expands and blasts by a non-uniform energy concentration behind the shock wave. Nevertheless, in three-dimensional simulations, it became difficult to explode with the observed explosion energy because the energy cascade from large scales to small scales is dominant and the cascade deconcentrates the energy.

In previous studies, the feature that neutrinos have only left-handedness has not been considered. In the ordinal fluid, current is not induced in the direction of the vorticity vector. However, the fermions with parity violation generate the current parallel to the vorticity vector due to the difference of chemical potentials for right-handedness and left-handedness. This effect is so-called chiral vortical effect (CVE) for super-relative fermions, e.g., the neutral particles like neutrinos.

Therefore, in this study, in order to realize the supernova explosion in the three-dimensional numerical simulation dominated by the forward cascade of energy, we performed rotating homogeneous turbulent flows considering breaking the parity symmetry of the neutrino. As a result, when the rotation becomes strong, density and pressure concentrate due to the inverse cascade of energy. Thus, the neutrinos are transported in the direction of vorticity, because the velocity in the vorticity direction is induced from the pressure gradient. We also found that helicity is converted to density and the density increases.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記

 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Oct 24, 2022 13:38:16  
作成日
Oct 24, 2022 13:38:16  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Oct 24, 2022    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 学事振興資金研究成果実績報告書 / 2018年度
 
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