鷹野 正利 (タカノ マサトシ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1994年

    早稲田大学   理工学研究科   物理学及応用物理学  

  •  
    -
    1994年

    早稲田大学   理工学研究科   物理学及応用物理学  

  •  
    -
    1989年

    早稲田大学   理工学部   物理  

学位 【 表示 / 非表示

  • 理学博士

  • (BLANK)

  • 早稲田大学   博士(理学)

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    アメリカ物理学会

  •  
     
     

    日本物理学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • Elementary Particles Physics,Nuclear Physics & Cosmic Ray Physics

論文 【 表示 / 非表示

  • Cluster Variational Method for Hyperonic Nuclear Matter with Coupled Channels

    H. Togashi, M. Takano

    JPS Conf. Proc.   26   031024  2019年11月  [査読有り]

    DOI

  • ヘリウム3原子系に対するエネルギー汎関数変分法の改良と核物質状態方程式への応用

    鷹野 正利, 作道 直幸

    日本物理学会講演概要集   73 ( 0 ) 249 - 249  2018年

    DOI CiNii

  • New Table of Supernova Equation of State Using a Variational Method and Its Application to Astrophysical Compact Objects

    H. Togashi, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, M. Takano

    JPS Conf. Proc.   20   011021-1 - 011021-5  2018年  [査読有り]

    DOI

  • A new equation of state for core-collapse supernovae based on realistic nuclear forces and including a full nuclear ensemble

    S. Furusawa, H. Togashi, H. Nagakura, K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki, M. Takano

    JOURNAL OF PHYSICS G-NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS   44 ( 9 ) 094001  2017年09月  [査読有り]

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    We have constructed a nuclear equation of state (EOS) that includes a full nuclear ensemble for use in core-collapse supernova simulations. It is based on the EOS for uniform nuclear matter that two of the authors derived recently, applying a variational method to realistic two-and three-body nuclear forces. We have extended the liquid drop model of heavy nuclei, utilizing the mass formula that accounts for the dependences of bulk, surface, Coulomb and shell energies on density and/or temperature. As for light nuclei, we employ a quantum-theoretical mass evaluation, which incorporates the Pauli -and self-energy shifts. In addition to realistic nuclear forces, the inclusion of in-medium effects on the full ensemble of nuclei makes the new EOS one of the most realistic EOSs, which covers a wide range of density, temperature and proton fraction that supernova simulations normally encounter. We make comparisons with the FYSS EOS, which is based on the same formulation for the nuclear ensemble but adopts the relativistic mean field theory with the TM1 parameter set for uniform nuclear matter. The new EOS is softer than the FYSS EOS around and above nuclear saturation densities. We find that neutron-rich nuclei with small mass numbers are more abundant in the new EOS than in the FYSS EOS because of the larger saturation densities and smaller symmetry energy of nuclei in the former. We apply the two EOSs to 1D supernova simulations and find that the new EOS gives lower electron fractions and higher temperatures in the collapse phase owing to the smaller symmetry energy. As a result, the inner core has smaller masses for the new EOS. It is more compact, on the other hand, due to the softness of the new EOS and bounces at higher densities. It turns out that the shock wave generated by core bounce is a bit stronger initially in the simulation with the new EOS. The ensuing outward propagations of the shock wave in the outer core are very similar in the two simulations, which may be an artifact, though, caused by the use of the same tabulated electron capture rates for heavy nuclei ignoring differences in the nuclear composition between the two EOSs in these computations.

    DOI

  • Nuclear equation of state for core-collapse supernova simulations with realistic nuclear forces

    H. Togashi, K. Nakazato, Y. Takehara, S. Yamamuro, H. Suzuki, M. Takano

    NUCLEAR PHYSICS A   961   78 - 105  2017年05月  [査読有り]

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    A new table of the nuclear equation of state (EOS) based on realistic nuclear potentials is constructed for core-collapse supernova numerical simulations. Adopting the EOS of uniform nuclear matter constructed by two of the present authors with the cluster variational method starting from the Argonne v18 and Urbana IX nuclear potentials, the Thomas Fermi calculation is performed to obtain the minimized free energy of a Wigner-Seitz cell in non-uniform nuclear matter. As a preparation for the Thomas Fermi calculation, the EOS of uniform nuclear matter is modified so as to remove the effects of deuteron cluster formation in uniform matter at low densities. Mixing of alpha particles is also taken into account following the procedure used by Shen et al. (1998, 2011). The critical densities with respect to the phase transition from non-uniform to uniform phase with the present EOS are slightly higher than those with the Shen EOS at small proton fractions. The critical temperature with respect to the liquid gas phase transition decreases with the proton fraction in a more gradual manner than in the Shen EOS. Furthermore, the mass and proton numbers of nuclides appearing in non-uniform nuclear matter with small proton fractions are larger than those of the Shen EOS. These results are consequences of the fact that the density derivative coefficient of the symmetry energy of our EOS is smaller than that of the Shen EOS. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

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Misc 【 表示 / 非表示

  • エネルギー汎関数を用いた変分法による二次元液体ヘリウム3の研究

    鈴木達也, 鷹野正利, 鷹野正利, 作道直幸

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   72 ( 1 )  2017年

    J-GLOBAL

  • 29pTA-3 クラスター変分法による有限温度核物質状態方程式とニュートリノを考慮した重力崩壊型超新星爆発シミュレーション(29pTA 中性子星・高密度・高磁場,理論核物理領域)

    富樫 甫, 竹原 裕太, 山室 早智子, 中里 健一郎, 鷹野 正利, 鈴木 英之, 住吉 光介

    日本物理学会講演概要集   69 ( 1 ) 56 - 56  2014年03月

    CiNii

  • 26pHC-14 クラスター変分法による超新星爆発計算用核物質状態方程式(26pHC 中性子星・状態方程式,理論核物理領域)

    富樫 甫, 山室 早智子, 中里 健一郎, 鷹野 正利, 鈴木 英之, 住吉 光介

    日本物理学会講演概要集   68 ( 1 ) 50 - 50  2013年03月

    CiNii

  • 13aSD-3 超新星核物質の有限温度、低密度状態における代表的原子核の計算(13aSD ニュートリノ反応・中性子星・状態方程式,理論核物理領域)

    山室 早智子, 富樫 甫, 中里 健一郎, 鈴木 英之, 鷹野 正利

    日本物理学会講演概要集   67 ( 2 ) 47 - 47  2012年08月

    CiNii

  • 24aXD-1 クラスター変分法による核物質状態方程式と原始中性子星への適用(24aXD 中性子星・状態方程式・ニュートリノ反応,理論核物理領域)

    富樫 甫, 山室 早智子, 中里 健一郎, 神沢 弘明, 鷹野 正利, 鈴木 英之

    日本物理学会講演概要集   67 ( 1 ) 43 - 43  2012年03月

    CiNii

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 現実的核力に基づく変分法による核物質状態方程式の作成と原始中性子星への応用

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2024年03月
     

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    中性子星内部の高密度核物質では、核子が核力で相互作用しており、中性子星の構造や、重力崩壊型超新星爆発で誕生した原始中性子星の進化は、核物質状態方程式に支配される。本研究では現実的な核力モデルを用いて、新たに開発中の変分法によって核物質状態方程式を計算し、それによって予想される原始中性子星進化の様子を調べる。特に核子の運動量に依存する核力成分を精密に扱うことで、より信頼性の高い核物質状態方程式を求める

  • 超新星ニュートリノと核物理・宇宙化学進化の理論研究

    研究期間:

    2019年06月
    -
    2024年03月
     

     概要を見る

    中性子星やブラックホールが形成される際には超新星ニュートリノが放出されると同時に種々の元素がまき散らされる。また形成された中性子星が連星系をなしている場合には、それらが合体する際にウランやトリウムなど地球ニュートリノの源が合成される。宇宙に蓄積された超新星背景ニュートリノと地球ニュートリノの相互関係はまだ十分に研究されていないので、本研究課題ではそのような総合的な研究の開拓を行う。具体的には、動的段階の多次元数値シミュレーション、原始中性子星の冷却シミュレーションを行い、核物質の状態方程式やニュートリノ反応率の影響を調べる。また、宇宙化学進化と超新星背景ニュートリノの関連を調べる

  • クォークから中性子星へ:QCDの挑戦

    研究期間:

    2018年06月
    -
    2023年03月
     

     概要を見る

    連星中性子星合体の重力波波形から得られる中性子星の質量・半径・潮汐変形などを中性子星の内部構造の情報に結びつけるには、高密度バリオン物質の状態方程式(圧力とエネルギー密度の関係式)を微視的に導出しておく必要がある。本基盤研究では、核子やハイペロンの二体力・三体力の格子QCD計算を集中的に推進し、それをインプットにクラスター変分法によるゼロ温度および有限温度の状態方程式の構築を目指している。得られた状態方程式は、数値テーブル化し、国内外の数値一般相対論グループに提供することを目標としている。また、原子核密度の5倍以上の超高密度では、バリオン相はクォーク相にとって代わられるので、研究代表者らの提唱するハイブリッド法に基づいたバリオン-クォーク物質状態方程式を作成し、その数値テーブルを国内外に公開することを目指している。2018年度には、本基盤研究の研究代表者(初田)、研究分担者(青木、石井、土井)、連携研究者(池田)が、HAL QCD 共同研究グループと密接に協力し、京コンピュータで生成した物理点近傍でのゲージ配位を用いて、ストレンジネス(S)=-3, -2のバリオン間相互作用の解析を進め、S=-3のNΩ相互作用に関してスピン2のチャンネルでの束縛状態を示唆する結果を得た。また、研究代表者(初田)と、連携研究者(富樫)、協力研究者(Baym)は、超高密度のクォーク物質が中性子星の性質(半径、質量、潮汐変形率など)に与える効果を考察した。クォーク物質がカラー超伝導かつ強相関するような硬い状態方程式の場合には、ハドロン相との滑らかなクロスオーバーが可能となり、重力波観測波形とも矛盾しない潮汐変形率を持つ中性子星が実現可能であることを示した。京コンピュータを用いた物理点近傍でのゲージ配位を用いたS=-3,-2 のハイペロン相互作用に関する研究に道筋をつけられたこと、ハドロン-クォーククロスオーバー描像に基づいた状態方程式の構築と構築と数値テーブル化を進められたこと、バリオン間相互作用に関するHAL QCD 法とLuescher 法の関係を曖昧さなく理論的・数値的に明らかにしたこと、などの理由から本基盤研究の推進が順調に進んでいると言える。今後の推進方策としては、参画研究者間の連携により、以下を行う。(1) 物理点近傍でのゲージ配位を用いたS=-2,-3 のハイペロン相互作用に関する研究を完成させ原著論文を出版する。 (2) 格子QCD データを高精度化するLapH 法の実装を目指す。 (3) ハドロン-クォーククロスオーバー描像に基づいた状態方程式の数値テーブルをCompOSE データベースで公開する。(4) チャンネル結合クラスター変分法に関する理論研究が進展させる。 (5) 格子QCD で得られたS=-2 のハイペロン相互作用のΞハイパー核への応用を行う。当初申請予算に対して、研究支援員1名相当の経費が削減されて採択されたため、2018年度以降は、当初のテーマ1(格子QCDによるバリオン二体相互作用)とテーマ2(格子QCDによるバリオン三体相互作用)を、テーマI(格子QCDによるバリオン間相互作用)に統合し研究支援員雇用を2名から1名に削減した。当初テーマ3(クラスター変分法による高密度状態方程式)は、テーマII(クラスター変分法による高密度状態方程式)として維持し、研究支援員1名を雇用することとした。研究支援員の人数縮減の影響は、テーマIIの研究支援員がテーマIの研究にも関与することで最小化させることとした。また、格子QCD の数値解析を専門にする研究支援員について、当初予定の2019 年1 月までの着任が2019年4 月着任にずれこんだため、給与3ヶ月分相当を次年度に繰り越すこととした

  • 現実的核力から出発した変分法による超新星爆発計算用の核物質状態方程式の改良

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2018年03月
     

     概要を見る

    現実的な核力ポテンシャルから出発したクラスター変分法により有限温度一様核物質の状態方程式を作成し、Thomas-Fermi計算によりそれを非一様核物質相へと適用することで、超新星爆発の数値シミュレーションに適用可能な核物質状態方程式テーブルを完成し、公開した。さらに絶対零度核物質に対する陽なエネルギー汎関数を用いた変分法を、AV6' (そしてAV8')2体力とUIX3体力を取り扱うように改良した。また中心力を考慮した有限温度核物質の状態方程式を求め、3体斥力の強さの不定性の原始中性子星構造への影響を調べた。そしてGW170817から得られた中性子星半径に対する制限と矛盾しない結果を得た

  • 有限温度変分法による核物質状態方程式の構築と超新星爆発計算への適用

    研究期間:

    2009年04月
    -
    2013年03月
     

     概要を見る

    重力崩壊型超新星爆発現象の数値シミュレーションに適用可能な、現実的核力から出発した一様核物質の状態方程式を、変分法により作成した。そしてこの状態方程式を用いて熱い原始中性子星の構造計算を行い、さらに、超新星爆発シミュレーションのテスト計算を行った。またこの一様核物質の状態方程式を用いて、非一様核物質の状態方程式の計算に取り組み、α粒子の混合も考慮して、典型的な温度おける、幅広い密度と陽子混在度に対し、核物質の相図を作成した

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • クラスター変分法による修正ウルカ過程のニュートリノ放射率計算の改良

    鷹野正利, 富樫甫

    日本物理学会2021年秋季大会  

    発表年月: 2021年09月

    開催年月:
    2021年09月
     
     
  • 相対論的boost補正の効果を考慮した陽なエネルギー汎関数を用いた変分法による一様核物質の研究

    鷹野正利, 不島昇士, 佐藤徹

    日本物理学会第76回年次大会  

    発表年月: 2021年03月

    開催年月:
    2021年03月
     
     
  • 修正ウルカ過程のニュートリノ放出率計算のための核物質中の核子間相関の精密化

    鷹野正利, 阿部雄太, 富樫甫

    第7回超新星ニュートリノ研究会  

    発表年月: 2021年01月

    開催年月:
    2021年01月
     
     
  • クラスター変分法による修正ウルカ過程のニュートリノ放射率II

    鷹野正利, 阿部雄太, 富樫甫

    日本物理学会2020年秋の分科会   (筑波大学(オンライン開催)) 

    発表年月: 2020年09月

  • クラスター変分法による修正ウルカ過程のニュートリノ放射率

    鷹野正利, 阿部雄太, 富樫甫

    日本物理学会  

    発表年月: 2020年03月

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 変分法によるバリオン物質状態方程式の作成とコンパクト天体への応用

    2020年   富樫甫

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    クラスター変分法により、絶対零度ハイペロン物質の1バリオン当たりのエネルギーを計算する研究において、結合チャネルを考慮する手法を考案した。すなわち、陽子、中性子、Λ、Σ-が混在する系において、この4粒子の重ね合わせの状態でありかつ互いに直交する4種類の準粒子状態を考え、系はこの4種の準粒子の多体系と考える。そして結合チャネルを考慮し、準粒子中の重ね合わせの割合は系のエネルギーを最小にするように決定する。テスト計算を行い、結合チャネルの考慮によりエネルギーが減少する妥当な結果が得られた。ただしその効果は小さく、ハイペロン星の構造には大きな影響は見られなかった。

  • エネルギー汎関数を用いた変分法による核物質状態方程式の研究

    2019年   井山直哉, 不島昇士

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    現実的核力から出発してエネルギー汎関数を用いた変分法により、有限温度核物質状態方程式を求めることを最終目標とし、静的な中心力的2体核力が相対論的ブースト効果で生じる運動量依存項を扱うように、理論の拡張を行った。その結果、相対論的ブースト効果は有意に中性子物質エネルギーを上昇させることが分かった。更にエネルギー汎関数を2粒子スピン固有状態に射影した動径分布関数の汎関数として構築する代わりに、2粒子スピンの並行・反並行で区別した動径分布関数の汎関数として構築する研究も行った。そして液体ヘリウム3の場合について、従来のエネルギーが深くなりすぎる傾向が改善されることが分かった。

  • エネルギー汎関数を用いた変分法による有限温度核物質状態方程式の作成

    2019年   小路 薫, 富樫 甫

     概要を見る

    2体核力AV6’と3体核力UIXから出発した、エネルギー汎関数を用いた変分法による、有限温度中性子物質および対称核物質の状態方程式に基づき、静的に近似した原始中性子星の構造計算を行った。現象論的3体斥力の強度は、核物質飽和点での経験値を再現するように再調整した。また非対称核物質の自由エネルギーは、対称核物質と中性子物質の自由エネルギーを陽子混在度について内挿することで決定した。加えて低密度の非一様相は、Togashi EOSを代用した。得られた冷たい中性子星の質量と半径の関係は、近年得られた中性子星観測データと矛盾せず、原始中性子星構造も妥当な振る舞いを示した。

  • 3体核力の不定性を考慮した有限温度核物質状態方程式の構築と原始中性子星への適用

    2018年   坪田祥一, 矢野貴士

     概要を見る

    現実的核力から出発して有限温度核物質状態方程式を求め、3体核力の不定性が原始中性子星構造へ与える影響を調べることを最終目的とし、そこで用いる変分法の精度向上を目指し、それを液体ヘリウム3に適用する研究を行った。まず3次元液体ヘリウム3に対しては、粒子間相関の一部を予め一粒子励起エネルギーとして取り入れる改良を試みた。そして特に液体ヘリウム4において若干の改善が見られた。さらに2次元ヘリウム3系の極低温液化問題がスピン三重項相関と関連することを検証するため、スピン偏極した有限温度3次元液体ヘリウム3系に対する変分計算を行い、スピン偏極した方が安定となる場合が生じる可能性が示された。

  • 3体核力の不定性を考慮した有限温度核物質状態方程式の構築と原始中性子星への適用

    2018年   小路薫, 富樫甫

     概要を見る

    本研究課題では、現実的核力から出発して有限温度核物質状態方程式を求め、原始中性子星の構造を計算し、3体核力の不定性の与える影響を調べることを目的とする。そして先行研究を発展させ、2体核力AV6'と3体核力UIXを用いた有限温度中性子物質及び対称核物質の自由エネルギーを計算した。絶対零度核物質に対する変分法を有限温度核物質へ拡張する際、Schmidt-Pandharipandeの方法を採用する。得られた自由エネルギーは密度、温度の広範囲で妥当な振る舞いを示した。ただし粒子数保存の条件の破れによって、特に低密度で数値計算が不安定になる困難が生じたが、回復長を導入することで問題解決を図った。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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