本特定課題研究では、申請者がこれまで進めてきた大質量星コアの重力崩壊と超新星爆発の研究とそれに付随する親星の進化と原始中性子星の冷却を定量的に明らかにしようとするプロジェクトを一層推進しようとするものである。本年度主に取り組んだのは以下の点である。

⑴ボルツマンコードの改良

⑵ニュートリノ自身によるニュートリノ振動の解析

⑶機械学習の輻射輸送への応用

　具体的には、

⑴ニュートリノ自身によるニュートリノ振動では、fast modeと呼ばれる運動量空間における角度分布に起因するモードが注目を浴びている。我々はそれが超新星爆発にどのような影響を及ぼすかを定量的に調べたいと考えている。そのため、まずボルツマンコードの角度分解能を上げ、より正確な角度分布を計算できるようするため、移流項と衝突項を別々の角度分解能で解くハイブリッドコードの開発を行った。

⑵上述のように超新星コアにおいてはfast modeが最も重要だと考えられている。これまで線形解析を中心に研究を行ってきたが、フレーバー変換が非線形段階に達し、飽和した後どのようなフレーバー分布になるかが、サブグリッドモデルの構築には重要である。今年度は、量子輸送計算コードを用いた局所計算を行い、この漸近定常分布にどのような種類があり、どのような条件のもとで何が実現するかを詳しく調べた。

⑶ニュートリノ輸送をボルツマン方程式で扱うのは計算コストが非常に高いため、多くのグループは打ち切りモーメント法という近似を用いている。我々は、その近似で用いられるclosure relationをボルツマンシミュレーションの結果を教師データにした機械学習で生成することを着想し、昨年度LiteGBMというアルゴリズムを実装した。今年度はその結果にfeature engineeringを行い、何を入力とすればよいかを詳しく調べた。