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量子色力学に基づくクォークの閉じ込めとカイラル対称性及び多彩な相構造の研究

Research Project

Project/Area Number 15J02108
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

土居 孝寛  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsカイラル対称性の自発的破れ / クォークの閉じ込め / 符号問題 / ポリヤコフループ / Lefschetz thimble / 格子QCD / Polyakov loop / Dirac eigenmode
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、低エネルギー領域の量子色力学(QCD)において現れる、クォークの閉じ込めやカイラル対称性の自発的破れなどの非摂動的現象及びその関係性に着目し、QCDの相構造を解明することである。本年度では、より詳細な研究を行い、前年度の研究を支持する結果を得た。また、符号問題に対する新しい解析方法を開発し、その妥当性を調べた。
前年度までの研究では、格子上のDirac演算子として、最も簡単な離散化を行って得られる演算子を用いていたが、この演算子にはダブラーと呼ばれる格子特有の非物理的モードが含まれる。ダブラーモードを含まない格子上のDirac演算子として、overlap-Dirac演算子やdomain wall Dirac演算子が考えられる。我々は4次元と5次元の時空間におけるPolyakov loopとWilson-Dirac modeとの解析的関係式を導出することで、低Dirac modeがPolyakov loopに寄与しない事を確認した。従って、クォークの閉じ込めとカイラル対称性の自発的破れの関係は直接的な1対1対応でない事を、前年度よりも現実的なセットアップで示した。
QCDの相構造を調べるために、有限温度・化学ポテンシャル領域における第一原理計算が必要である。ところが、実際のQCDのパラメータセットでは、有限化学ポテンシャルの場合の第一原理計算が困難である事が知られており、この問題は符号問題と呼ばれている。近年、符号問題を解決するための有力な手法としてLefschetz thimble法が注目されているが、thimble同士の位相の相殺は回避できないという問題がある。我々は、経路積分に寄与するthimbleが一つの場合は計算可能である事に着目し、新しい手法を開発した。この手法を、簡単な1次元振動積分に適用し、十分機能する事を確認した。

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

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Wroclaw University(Poland)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ヴロツワフ大学(ポーランド)

    • Related Report
      2015 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] Analytical Formulae linking Quark Confinement and Chiral Symmetry Breaking2016

    • Author(s)
      Takahiro M. Doi, Krzysztof Redlich, Chihiro Sasaki, Hideo Suganuma
    • Journal Title

      EPJ Web Conf.

      Volume: 126 Pages: 04016-04022

    • DOI

      10.1051/epjconf/201612604016

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analytical Formulae of the Polyakov and Wilson Loops with Dirac Eigenmodes in Lattice QCD2016

    • Author(s)
      H. Suganuma, T. M. Doi and T. Iritani
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2016 Issue: 1 Pages: 013B06-013B06

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv184

    • NAID

      120005848256

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lattice QCD Analysis for Relation between Quark Confinement and Chiral Symmetry Breaking2016

    • Author(s)
      T. M. Doi, H. Suganuma and T. Iritani
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1701 Pages: 030004-030004

    • DOI

      10.1063/1.4938610

    • NAID

      120006654145

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Polyakov Loop Fluctuations in the Dirac Eigenmode Expansion2015

    • Author(s)
      T. M. Doi, K. Redlich, C. Sasaki and H. Suganuma
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 92 Issue: 9

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.094004

    • NAID

      120005668056

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 変形されたLefschetz thimble法による符号問題の緩和2017

    • Author(s)
      土居孝寛
    • Organizer
      第72回物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 格子QCDを用いたクォークの閉じ込めとカイラル対称性の自発的破れの関係性の解析2016

    • Author(s)
      土居孝寛
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      宮﨑大学(宮崎県)
    • Year and Date
      2016-09-21
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lattice QCD study for relation between confinement and chiral symmetry breaking2016

    • Author(s)
      Takahiro M. Doi
    • Organizer
      Meson in Nucleus 2016
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所(京都府)
    • Year and Date
      2016-07-31
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Polyakov loop fluctuations in terms of Dirac eigenmodes2016

    • Author(s)
      Takahiro M. Doi
    • Organizer
      Critical Point and Onset of Deconfinement 2016
    • Place of Presentation
      Wroclaw(Poland)
    • Year and Date
      2016-05-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 格子QCDを用いたfermionic kernelの固有値解析2016

    • Author(s)
      土居孝寛
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(仙台市)、日本
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Deconfinement and chiral crossover with Dirac-mode expansion in QCD2015

    • Author(s)
      Takahiro Doi
    • Organizer
      XXV international conference on ultrarelativistic heavy-ion collisions (Quark Matter 2015)
    • Place of Presentation
      神戸ファッションマート(神戸市)、日本
    • Year and Date
      2015-09-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Polyakov loop揺らぎのDirac spectrum表示の解析2015

    • Author(s)
      土居孝寛
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学(大阪市)、日本
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Analytical Formulae linking Quark Confinement and Chiral Symmetry Breaking2015

    • Author(s)
      Takahiro Doi
    • Organizer
      4th International Conference on New Frontiers in Physics
    • Place of Presentation
      クレタ島、ギリシャ
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dirac spectrum representation of Polyakov loop fluctuations in lattice QCD2015

    • Author(s)
      Takahiro Doi
    • Organizer
      The 33rd International Symposium on Lattice Field Theory
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市)、日本
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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