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高密度QCD相図の解明

Research Project

Project/Area Number 09F09028
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大西 明  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) RUGGIERI Marco  京都大学, 基礎物理学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2010: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords量子色力学(QCD) / 非閉じ込め相転移 / カイラル相転移 / 強磁場 / カイラル磁気効果 / カラー超伝導 / QCD臨界点 / 非幾何学的ソリトン / QCD / 相図 / トポロジカル励起 / 相対論的重イオン衝突 / 3重臨界点
Research Abstract

強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)の相図について研究を進めた。特に、強い背景磁場の下での非閉じ込め相転移と真空では自発的に破れたカイラル対称性の回復(カイラル相転移)がどのように絡み合うか、という点に着目して研究を進めている。この観点に基づいて、2011年度には(1)カイラル化学ポテンシャルの下でのQCD相図、(2)高密度物質におけるカラー・フレーバー・ロックト相(CFL相)における集団モード、(3)非対称物質のQCD相図等について研究を進めてきた。(1)相対論的衝突型重イオン衝突型加速器(RHIC)における重イオン衝突では局所的なCPの破れが観測されており、カイラリティのずれと強磁場の効果による影響(Chiral Magnetic Effects)ではないかとの予想がある。M Ruggieriは2010年度には重イオン衝突との関連でカイラリティのずれを引き起こすカイラル化学ポテンシャルを導入し、2011年度にはこれを有限密度QCD相図の理解を進める上で有効であることを示した。(3)中性子星などのコンパクト天体現象においては陽子・中性子数のずれが重要であり、これはアイソスピン化学ポテンシャルにより導入できる。2011年度には非対称物質では臨界点温度が下がり、ブラックホール形成過程において物質が通過する温度・密度の領域に臨界点が入ってくるため、QCD臨界点が探索可能であることを示唆する論文を出版した。また1編の論文では(4)低エネルギーへのmediationをもつ超対称性理論において、プラナー対称性をもつ非幾何学的ソリトン解についての論文も出版した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

Marcro Ruggieriは2年間に9編の原著論文を発表しており、かつこれらの多くは第一著者、あるいは実質的第一著者であり、理論核物理領域のポスドクとしては非常にアクティブと判断できる成果である。内容についても大きな進展があったといえる。QCD相図はこれまで多くの場合温度と化学ポテンシャルの2次元で描かれてきたが、Marco Ruggieriはカイラル化学ポテンシャル・磁場・アイソスピン化学ポテンシャルなどの新たな軸を導入して3次元QCD相図研究の分野開拓に大きく貢献した。以上より、当初の計画以上の進展と判断できると考える。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題では、主としてQCD有効模型の平均場近似を用いて相図や様々な物理量の応答を調べてきた。現在、平均場模型を越えて揺らぎを取り入れたQCD有効模型による議論が行われている。例えば揺らぎを取り入れる有効な方法である汎関数繰り込み群を用いた非対称物質のQCDについては、共同研究者が研究を開始している。また格子QCD計算による有限カイラル化学ポテンシャルのシミュレーションも開始されている。ここで開拓した多次元QCD相図の物理を、さらに発展した枠組みを用いて調べることは有望な方向であろう。これらの一部については、引き続きMarco Ruggieriとの共同研究を行っていく予定である。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] The Critical End Point of Quantum Chromodynamics Detected by Chirally Imbalanced Quark Matter2011

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 84 Issue: 1

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.014011

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Susceptibility of the Quark Condensate and Polarization from Chiral Models2011

    • Author(s)
      M.Frasca, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 83 Issue: 9

    • DOI

      10.1103/physrevd.83.094024

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Possibility of QCD critical point sweep during black hole formation2011

    • Author(s)
      A.Ohnishi, H.Ueda, T.Z.Nakano, M.Ruggieri, K.Sumiyoshi
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 704 Issue: 4 Pages: 284-290

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2011.09.018

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collective modes in the color flavor locked phase2011

    • Author(s)
      R.Anglani, M.Mannarelli, M.Ruggieri
    • Journal Title

      New Journal of Physics

      Volume: 13 Issue: 5 Pages: 055002-055002

    • DOI

      10.1088/1367-2630/13/5/055002

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-topological Domain Walls in a Model with Broken Supersymmetry2011

    • Author(s)
      L.Campanelli, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Commun.Theor.Phys.

      Volume: 55 Issue: 5 Pages: 841-851

    • DOI

      10.1088/0253-6102/55/5/20

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deconfinement and Chiral Symmetry Restoration in a Strong Magnetic Background2011

    • Author(s)
      R.Gatto, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 83

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase diagram of hot quark matter under magnetic field2011

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1317 Pages: 360-365

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] Chiral symmetry restoration and deconfinement in strong magnetic fields2010

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: FACESQCD

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dressed Polyakov loop and phase diagram of hot quark matter under magnetic field2010

    • Author(s)
      R.Gattoo, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 82

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dielectric correction to the Chiral Magnetic Effect2010

    • Author(s)
      K.Fukushima, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 82

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral magnetic effect in the PNJL model2010

    • Author(s)
      K.Fukushima, M.Ruggieri
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 81

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Exploring the QCD Phase Diagram via a Chiral Chemical Potential2011

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Organizer
      The XV Workshop on Statistical Mechanics and nonperturbative Field Theory
    • Place of Presentation
      Bari (Italy)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Quark Matter with Chiral Chemical Potential2011

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Organizer
      Eleventh Workshop on Non-Perturbative Quantui Chromodynamics
    • Place of Presentation
      l'Institut d'Astrophysique de Paris(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum Chromodynamics in strong magnetic field2010

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Organizer
      Many faces of QCD
    • Place of Presentation
      Hotel Monasterium, Gent, Belgium 招待講演
    • Year and Date
      2010-11-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase diagram of hot quark matter under magnetic field2010

    • Author(s)
      M.Ruggieri
    • Organizer
      QCD @ Work 2010 : International Workshop on QCD-Theory and Experiment
    • Place of Presentation
      Park Hotel San Michele Valle d'Itria, Italy
    • Year and Date
      2010-06-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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