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虚数化学ポテンシャルと強磁場を利用したQCD相構造と状態方程式の定量的決定

Research Project

Project/Area Number 14J01717
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

柏 浩司  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
KeywordsQCD相図 / 非閉じ込め相転移 / 量子色力学 / 虚数化学ポテンシャル
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、虚数化学ポテンシャルと外部磁場を利用して量子色力学(QCD)の有限密度(有限実数化学ポテンシャル)における相構造を定量的に決定することである。本研究における重要な問題は、有限実数化学ポテンシャル領域には符号問題が存在し、第一原理計算である格子QCD数値計算が破綻してしまう事である。そこで、符号問題の存在しない虚数化学ポテンシャル領域と外部強磁場が存在する系を考え、それらの系における格子QCD数値計算を利用し、有効模型を拡張して信頼できる有効模型を構築することをまず目的とした。その上で、その拡張された模型を用いてQCD相構造を定量的に解明することを目指した。研究課題を遂行するため、今年度は下記にまとめる虚数化学ポテンシャルにおけるQCDの研究を進めた。また、外部磁場が系に存在する場合については、京都大学理学部所属の李氏、西山氏、吉池氏との共同研究をarXiv:1507.08382 として公開し、その継続研究を議論中である。
具体的には、昨年度行った「物性物理分野において研究が進展してきたトポロジカル秩序と虚数化学ポテンシャルを利用した研究」について継続的に研究を行った。昨年度、トポロジカル秩序は我々の系には直接は使えないがそのアナロジーを利用することによって非閉じ込め相転移の擬臨界温度が定義できる可能性を示したので、この非閉じ込め相転移の定義に乗っ取った量子的秩序変数を虚数化学ポテンシャルにおけるクォーク数密度の性質を利用して構築した。本研究は、非閉じ込め相転移の性質とその定義に関係する重要な研究であり、定量的なQCD相図の理解において不可欠である。また、成果1の結果は基本的にゼロ実数化学ポテンシャルでの成果であったので、その研究を有限の化学ポテンシャル領域へ拡張した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Test for a universal behavior of Dirac eigenvalues in the complex Langevin method2016

    • Author(s)
      Terukazu Ichihara, Keitaro Nagata, Kouji Kashiwa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 93 Issue: 9 Pages: 094511-094511

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.094511

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quark number holonomy and confinement-deconfinement transition2016

    • Author(s)
      Kouji Kashiwa, Akira Ohnishi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 93 Issue: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.116002

    • NAID

      120006496955

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evading the sign problem in the mean-field approximation through Lefschetz-thimble path integral2015

    • Author(s)
      Yuya Tanizaki, Hiromichi Nishimura, Kouji Kashiwa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 91 Issue: 10 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.101701

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Topological feature and phase structure of QCD at complex chemical potential2015

    • Author(s)
      K. Kashiwa, A. Ohnishi
    • Journal Title

      Phys. Lett. B

      Volume: 750 Pages: 282-286

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.09.036

    • NAID

      120005867113

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Understanding of QCD at high density from Z3-symmetric QCD-like theory2015

    • Author(s)
      Hiroaki Kouno, Kouji Kashiwa, Junichi Takahashi, Tatsuhiro Misumi, Masanobu Yahiro
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 93 Issue: 5 Pages: 056009-056009

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.056009

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Phase structure of SU(3) gauge-Higgs unification models at finite temperature2014

    • Author(s)
      Kouji Kashiwa, Yuya Tanizaki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 89 Issue: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.116013

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Topological nature of deconfinement transition in QCD2017

    • Author(s)
      K. Kashiwa
    • Organizer
      Quarks and Compact Stars 2017
    • Place of Presentation
      Kyoto university
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 虚数化学ポテンシャルを利用した非閉じ込め相転移の研究2017

    • Author(s)
      柏浩司
    • Organizer
      第5回ウインタースクール・研究会「中性子星の核物質」
    • Place of Presentation
      福島
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 斥力的ベクター型相互作用のレフシェッツ・シンブルへの影響2017

    • Author(s)
      柏浩司、森勇登、大西明
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] トポロジカル秩序との類似を利用した非閉じ込め相転移の研究2016

    • Author(s)
      柏浩司、大西明
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Roberge-Weiss periodicity and confinement-deconfinement transition2016

    • Author(s)
      K. Kashiwa, A. Ohnish
    • Organizer
      34th International Symposium on Lattice Field Theory
    • Place of Presentation
      University of Southampton
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inhomogeneous chiral condensates and nonanalyticity under external magnetic field2015

    • Author(s)
      Kouji Kashiwa, Tong-Gyu Lee, Kazuya Nishiyama, Ryo Yoshiike
    • Organizer
      Quark matter 2015
    • Place of Presentation
      KOBE FASHION MART, KOBE, JAPAN
    • Year and Date
      2015-09-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topological feature and phase diagram of QCD at complex chemical potential2015

    • Author(s)
      Kouji Kashiwa, Akira Ohnishi
    • Organizer
      33th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2015)
    • Place of Presentation
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of QCD phase structures from imaginary chemical potential region by using effective models2015

    • Author(s)
      Kouji Kashiwa
    • Organizer
      Hadrons and Hadron Interaction in QCD (HHIQCD 2015)
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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