초록 ▼

□ 연구개요
상대론적 중이온가속실험 및 희귀동위원소 가속실험을 바탕으로 한 핵입자물리학적 접근방법과 엑스선 쌍성계 관측 결과 분석을 바탕으로 한 천체물리학적 접근 방법을 접목하여 중성자별의 상태방정식 연구를 수행하고, 이를 이용하여 중성자별 쌍성계에서 발생하는 중력파와 중성자별 상태방정식의 상관관계를 연구하는 것을 목표로 연구를 수행하였다. 본 과제에서 중이온수송 코드를 개발하였으며, 상대론적 중이온 실험에서 발생하는 경입자쌍을 연구하였고, 중성자별의 상태방정식과 조력변형성을 연구하여 중력파를 이용한 상태방정식 검증 가능성을

□ 연구개요
상대론적 중이온가속실험 및 희귀동위원소 가속실험을 바탕으로 한 핵입자물리학적 접근방법과 엑스선 쌍성계 관측 결과 분석을 바탕으로 한 천체물리학적 접근 방법을 접목하여 중성자별의 상태방정식 연구를 수행하고, 이를 이용하여 중성자별 쌍성계에서 발생하는 중력파와 중성자별 상태방정식의 상관관계를 연구하는 것을 목표로 연구를 수행하였다. 본 과제에서 중이온수송 코드를 개발하였으며, 상대론적 중이온 실험에서 발생하는 경입자쌍을 연구하였고, 중성자별의 상태방정식과 조력변형성을 연구하여 중력파를 이용한 상태방정식 검증 가능성을 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제는 중성자별 내부 강입자 물질 상태와 중성자별 외부 천체 현상을 동시에 연구하여 융합연구의 가능성을 보여주었다. 세부적으로 먼저 쿼크-글루온 플라즈마 및 강입자 상태 방정식을 이용하여 경입자 및 빛 생성 연구를 수행하였다. 특히 경입자 쌍의 타원형 흐름을 성공적으로 연구하였다. 또한, 국제공동연구를 통하여 중이온 충돌 입자 수송 코드 개발을 하였으며 국내 중이온가속기 연구에 특화된 중이온 충돌시뮬레이션을 진행하였다. 본 과제에서 개발된 코드는 현재 검증을 거쳐 새로운 모델에 적용하는 연구가 진행되고 있다. 다음으로 중성자별 엑스선 쌍성계에서 발생하는 엑스선 신호를 통계적으로 연구하여 중성자별의 질량과 반경의 상관관계를 연구하였고 중성자별의 냉각과정을 연구하였다. 또한 2015년 9월 14일 최초 중력파 검출 이후 현재까지 검출된 3개의 중력파 신호를 분석하는데 있어서 본 연구진에서 개발한 온라인 데이터 품질 분석 툴이 부분적으로 사용되었다. 2017년 중성자별 쌍성계에서 발생한 중력파로부터 중성자별의 조력변형성이 측정되어 중력파를 통한 강상호작용 검증 가능성이 제시되었다. 본 과제에서도 다양한 중성자별 상태방정식을 이용하여 조력변형성을 성공적으로 연구하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 과제에서는 중성자별을 중심으로 중성자별 내부 물리학 및 외부 천체물리학적 현상을 동시에 연구하고 있으므로, 두 분야 융합연구 활성화에 기여하여 선도적인 연구결과를 얻을 것으로 예상된다. 먼저, 국내에 건설될 가속기 라온 실험 분석에 본 과제에서 개발된 입자수송코드가 사용될 예정이다. 2015년 블랙홀 쌍성에서 발생한 중력파 최초 검출 성공 이후 중성자별 쌍성계의 충돌에 의한 중력파가 검출됨으로서 중력파 관련 연구가 새로운 전기를 맞이하고 있다. 본 과제에서 연구된 중성자별 조력변형성은 중력파 검출 결과에 지속적으로 활용될 수 있다. 또한 본 과제 핵심 연구 주제인 중성자별과 중력파를 대중 강연에 적극 활용함으로써 과학의 대중화에 크게 기여할 것으로 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1) 중성자별 및 고밀도물질 상태방정식 연구 ... 3
• 2) 엑스선 쌍성계 분석 연구 ... 4
• 3) 중성자별 쌍성계 중력파 연구 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 중성자별 상태방정식 연구 ... 5
• 2) 엑스선 쌍성계 분석 연구 ... 9
• 3) 중성자별 쌍성계 중력파 연구 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 1) 중성자별 상태방정식 연구 ... 14
• 2) 엑스선 쌍성계 분석 연구 ... 15
• 3) 중성자별 쌍성계 중력파 연구 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 41
• 끝페이지 ... 59