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クォーク・グルーオンプラズマの非平衡時間発展における粒子生成

Research Project

Project/Area Number 14J03462
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

筒井 翔一朗  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords高エネルギー重イオン衝突 / クォーク・グルーオンプラズマ / ボーズ・アインシュタイン凝縮 / 熱平衡化 / パラメトリック不安定性 / 重イオン衝突 / Floquet理論 / 非平衡系 / グラズマ
Outline of Annual Research Achievements

前年度までの研究では、高エネルギー重イオン衝突の熱平衡化過程の解明に向けた研究の一環として、グルーオン場が古典Yang-Mills理論で記述されるような初期過程のダイナミクスの解析を行い、パラメトリック不安定性によって比較的小さな運動量をもつモードが不安定化する可能性を示唆する結果を得た。このような不安定現象においては、増幅される古典場の高運動量ゆらぎは粒子を表すと考えられており、結果として粒子数の非常に多い系が実現される可能性がある。そのような過占有系では、Bose-Einstein凝縮体(BEC)が動的に形成されるなどの特異な現象が起きる可能性が指摘されているが、非摂動性の強い量子系でそのようなダイナミクスが系統的に調べられた例はこれまでなかった。

BECの動的生成現象の定性的な性質は、ある程度の普遍性があると期待される。そこで本年度は、O(N)対称性をもつ強結合・過占有スカラー場に対して、非平衡ダイナミクスの数値シミュレーションを行った。その結果、比較的低運動量の粒子集団は、系全体が熱平衡化する前の段階であっても、分布関数がBose-Einstein分布によってよく表されることから、有効的な温度と化学ポテンシャルを定義できることが分かった。この化学ポテンシャルは、正の値を取りつつ、まず準粒子の質量値に漸近し、その後0に向かって減少する様子が見られた。これは低い運動量の準位に多くの粒子を収容しようとするスカラーボソンの統計的力学的性質と整合する結果である。一方で、ゼロ運動量粒子の数は増加するものの発散することはなく、最終的には減少に転じることも明らかになった。これは、増加した低運動量粒子が結合して高運動量の粒子へと転換するような非弾性散乱過程が効き、BECの形成を阻害しているためと解釈できる。これらの成果をまとめた論文は、現在投稿準備中である。

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

    (20 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] CEA(フランス)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Improvement in complex Langevin dynamics from a view point of Lefschetz thimbles2016

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui, Takahiro M. Doi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 94 Issue: 7 Pages: 074009-074015

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.074009

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Parametric Instability of Classical Yang-Mills Fields in an Expanding Geometry2016

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui, Teiji Kunihiro, Akira Ohnishi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 94 Issue: 1 Pages: 016001-016001

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.016001

    • NAID

      120006496956

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Parametric instability of classical Yang-Mills fields in a color magnetic background2015

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui, Hideaki Iida, Teiji Kunihiro, Akira Ohnishi
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 91 Issue: 7 Pages: 0760031-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.076003

    • NAID

      120006496953

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 変形されたLefschetz thimble法による符号問題の緩和2017

    • Author(s)
      Takahiro M. Doi
    • Organizer
      日本物理学会 年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of a transient Bose-Einstein condensate in the strong coupling regime2017

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      Quark Matter 2017
    • Place of Presentation
      シカゴ(アメリカ)
    • Year and Date
      2017-02-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Onset of Bose-Einstein condensation far-from-equilibrium2016

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] On a dynamical formation of the Bose-Einstein condensate2016

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      熱場の量子論とその応用
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光市)
    • Year and Date
      2016-08-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] On a modification of theories with multi-thimble structures2016

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      日本物理学会2016年年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学、仙台
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 古典Yang-Mills場のパラメトリック不安定性2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      原子核・ハドロン物理の課題と将来
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構、筑波
    • Year and Date
      2015-11-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Parametric instability of classical Yang-Mills field2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      Quark Matter 2015
    • Place of Presentation
      Kobe Fashion Mart, 神戸
    • Year and Date
      2015-09-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非一様背景場における古典Yang-Mills場のパラメトリック不安定性2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大、大阪
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] An improved complex Langevin dynamics based on Lefschetz thimbles2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      eXtreme QCD 2015
    • Place of Presentation
      Central China Normal University, 武漢, 中国
    • Year and Date
      2015-09-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Parametric instabilities of classical Yang-Mills field2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      Molecule-type workshop in YITP
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所、京都
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lefschetz thimbleの変形による複素Langevin法の改善2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      熱場の量子論とその応用
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所、京都
    • Year and Date
      2015-08-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Parametric instability of classical Yang-Mills fields in an expanding geometry2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      チュートリアル研究会「重イオン衝突の物理:基礎から最先端まで」
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光市)
    • Year and Date
      2015-03-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 膨張系での古典Yang-Mills場のパラメトリック不安定性2015

    • Author(s)
      筒井翔一朗
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Yet another instability in glasma2014

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      Hawaii 2014
    • Place of Presentation
      Waikoloa (Hawaii, USA)
    • Year and Date
      2014-10-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Parametric instabilities in the earliest stage of the heavy ion collisions2014

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      ATHIC 2014
    • Place of Presentation
      Osaka University (Osaka, Japan)
    • Year and Date
      2014-08-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Statistical function instability under strong color magnetic field in 2PI approach2014

    • Author(s)
      Shoichiro Tsutsui
    • Organizer
      Quark Matter 2014
    • Place of Presentation
      Darmstadtium (Darmstadt, Germany)
    • Year and Date
      2014-05-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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

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