表題番号：2025C-742 日付：2026/04/01
研究課題ボルツマンニュートリノ輸送計算を用いた重力崩壊型超新星シミュレーション
研究者所属（当時） 資格 氏名
（代表者） 理工学術院 先進理工学部 助教 赤穗　龍一郎
研究成果概要
本研究では、星の終焉である重力崩壊型超新星（CCSN）の爆発メカニズムにおいて、ニュートリノの「高速フレーバー変換（FFC）」が果たす役割を、世界で初めて多次元・多角度ニュートリノ輸送シミュレーションによって明らかにした 。超新星爆発の鍵を握るニュートリノ加熱において、量子力学的な効果であるFFCは大きな不確定要素であった 。従来のシミュレーションは、計算負荷の観点からニュートリノの角度分布を簡略化した近似手法（モーメント法）に依存していたが、この手法ではFFCの発生を正確に捉えられず、その影響についても正負両方の報告が混在し、決定的な結論が得られていなかった 。本研究では、量子運動論に基づくFFCサブグリッドモデルを、独自に開発した一般相対論的ボルツマンニュートリノ輻射流体計算コードに統合した 。複数の親星質量と核物質状態方程式を用いた広範なシミュレーションの結果、FFCが爆発に与える影響は親星の質量降着率によって二極化（Bifurcation）することを突き止めた 。質量降着率が低いモデルでは、FFCによるスペクトルの硬化がニュートリノ加熱を促進し、衝撃波の復活と爆発エネルギーの増幅に寄与する 。一方で、質量降着率が高いモデルでは、ニュートリノ光度の減少が加熱効率の向上を上回り、爆発に対して抑制的に働くことが判明した 。さらに、従来の近似手法ではFFCの見落としや擬似的な発生が避けられないことを示し、爆発現象の精密な理解には多角度処理が不可欠であることを実証した 。本成果は、物理学的に最も厳密な手法でFFCの役割を決定付けたものであり、当該分野に極めて重要な知見をもたらした。本内容は、Physical Review Letters (PRL) 誌への掲載が既に決定している 。