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とニュートリノ集団振動の実装

⑵ニュートリノ自身によるニュートリノ振動の解析

⑶高速自転する原始中性子星からのニュートリノの非球対称放出とそれによる低周波重力波の放出

具体的には、

⑴ボルツマンコードの運動量空間における角度分解能を上げるため、移流項と衝突項を別々の角度分解能で計算するハイブリッドコードの開発とそのテストを行い、論文として発表した。これはニュートリノ自身によるニュートリノ振動のうちfast modeと呼ばれるモードにとって重要である。我々は、(2)で得られたサブグリッドモデルをボルツマンコードに実装し、fast mode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、Physical Review Letters誌に発表した。

⑵超新星コアにおいてはfast modeが最も重要なニュートリノ集団振動モードだと考えられている。今年度は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を定量的に調べ、サブグリッドモデルの構築を行い、論文として発表した。またその結果を(1)の計算にフィードバックした。

⑶原始中性子星は様々な理由により一般に自転していると考えられる。そこから放出されるニュートリノは一般に非球対称である。本年度は、ボルツマンコードを用いてニュートリノの非球対称度を定量的に調べた。また、非球対称に広がるニュートリノからは１Hz以下の重力波が放出される。本研究ではこれも定量的に計算し、観測可能性を議論し、論文として発表した。