广义相对论 SpEC 代码中蒙特卡洛输运的实现
高能天体物理现象
2021-11-18 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
中微子输运与中微子-物质相互作用在中子星并合及其并合后遗迹的演化中起着重要作用。中微子冷却遗迹、驱动并合后风,并在低密度极区沉积能量,而相对论性喷流可能最终在此形成。中微子还改变了抛射物质的成分,影响并合外流中核合成的结果以及其所驱动的光学/红外暂现源(千新星)的性质。迄今为止,并合模拟在很大程度上依赖对中微子的近似处理(泄漏、矩方法),这些方法简化辐射输运方程以使模拟更可行,但也给结果引入了不可量化的误差。为改进这些方法,我们近期发表了首个使用低成本蒙特卡洛算法进行中微子辐射输运的中子星并合模拟。我们的输运代码通过在流体吸收不透明度上设置硬性上限来限制光学厚区域中的成本,但代码内所做的所有近似均被设计为在无限数值分辨率极限下消失。我们在此深入描述该算法、其在 SpEC 并合代码中的实现,以及我们的近似在光学厚区域中的预期影响。我们认为,在当前模拟达到的精度下以及我们代码当前包含的相互作用中,后者是误差的次主导来源。我们还提供了对该代码最重要特征的测试。
引用
@article{arxiv.2103.16588,
title = {Implementation of Monte-Carlo transport in the general relativistic SpEC code},
author = {Francois Foucart and Matthew D. Duez and Francois Hebert and Lawrence E. Kidder and Phillip Kovarik and Harald P. Pfeiffer and Mark A. Scheel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16588},
year = {2021}
}
备注
32p, 1 table and 14 figures; Accepted by ApJ