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汎関数くりこみ群を用いたQCD相転移と臨界ダイナミクスの研究

Research Project

Project/Area Number 16J08574
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

横田 猛  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords汎関数くりこみ群 / 密度汎関数理論 / 量子多体系 / 核物質 / 電子ガス / QCD臨界点 / ソフトモード / スペクトル関数 / 汎関数繰り込み群 / 臨界ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

本年度は汎関数くりこみ群に基づいた密度汎関数理論(FRG-DFT)の適用範囲の拡大について研究を行なった。
FRG-DFTは密度汎関数理論におけるエネルギー密度汎関数の第一原理的構成や大振幅を伴う励起状態の解析に用いることができる新たな手法となることが期待されているが、その応用範囲は限られていた。本年度はまず前年度に行なった連続系への適用を推し進め、発展パラメータに依存する化学ポテンシャルを導入するなど定式化の整備をした。その上で1次元核物質模型へ適用し、基底状態の解析からさらに前進して励起状態の解析を実現した。具体的には一次元核物質模型において密度・密度スペクトル関数を計算し、励起モードを解析した。得られた結果は非線形朝永・ラッティンジャー模型で予想されていたスペクトル関数の台の端で特異性が現れるといった性質を再現し、乱雑位相近似といった小振幅近似では得られなかった結果を得た。つまり、FRG-DFTが大振幅を伴う励起状態の解析に有効である可能性を示唆する結果を得た。
続いてFRG-DFTで2次元一様電子ガスを解析した。これはFRG-DFTによる初の2次元以上の系の解析であり、これまでのどのような応用よりも現実的な状況に対するものである。相関エネルギーの密度依存性をフィッティングパラメータ無しで導いた。得られた結果は高密度極限での厳密な値、および高密度側でのモンテ・カルロ法による結果をよく再現した。このことにより、FRG-DFTが特に高密度側で精度のいい結果を出すことを明らかにした。
本年度の結果はいずれもFRG-DFTの現実的な量子多体系の強力な解析法になり得ることを示しており、そうなるための第一歩となる研究である。
以上の連続系での定式化と1次元核物質の基底状態の解析、励起状態の解析、および2次元一様電子ガスへの応用を3本の論文にまとめ、査読付き論文として出版した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Functional renormalization-group calculation of the equation of state of one-dimensional uniform matter inspired by the Hohenberg-Kohn theorem2019

    • Author(s)
      Yokota Takeru、Yoshida Kenichi、Kunihiro Teiji
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 99 Issue: 2 Pages: 024302-024302

    • DOI

      10.1103/physrevc.99.024302

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ab-initio description of excited states of 1D uniform matter with the Hohenberg-Kohn-theorem-inspired functional-renormalization-group method2019

    • Author(s)
      Yokota Takeru、Yoshida Kenichi、Kunihiro Teiji
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2019 Issue: 1

    • DOI

      10.1093/ptep/pty139

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional-renormalization-group aided density functional analysis for the correlation energy of the two-dimensional homogeneous electron gas2019

    • Author(s)
      Yokota Takeru、Naito Tomoya
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Issue: 11 Pages: 115106-115106

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.115106

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tachyonic instability of the scalar mode prior to the QCD critical point based on the functional renormalization-group method in the two-flavor case2017

    • Author(s)
      Yokota Takeru、Kunihiro Teiji、Morita Kenji
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 96 Issue: 7 Pages: 074028-074028

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.074028

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional renormalization group analysis of the soft mode at the QCD critical point2016

    • Author(s)
      Takeru Yokota, Teiji Kunihiro, Kenji Morita
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1-22

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw062

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 汎関数くりこみ群に基づいた密度汎関数理論による二次元電子ガスの相関エネルギーの計算2019

    • Author(s)
      横田猛, 内藤智也
    • Organizer
      物理学会第74回年次大会(2019年)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Ab-initio functional-renormalization-group analysis of one-dimensional nuclear matter inspired by the Hohenberg-Kohn theorem2018

    • Author(s)
      Yokota Takeru, Yoshida Kenichi, Kunihiro Teiji
    • Organizer
      Recent advances in nuclear structure physics 2018, Yukawa Institute for Theoretical Physics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hohenberg-Kohn-theorem-inspired functional renormalization-group analysis of ground and excited states of a one-dimensional nuclear matter2018

    • Author(s)
      Yokota Takeru, Yoshida Kenichi, Kunihiro Teiji
    • Organizer
      Fifth joint meeting of the nuclear physics divisions of the APS and the JPS
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 汎関数繰り込み群に基づいた密度汎関数理論による非線型分散朝永-ラッティンジャー液体のスペクトル解析2018

    • Author(s)
      横田猛, 吉田賢市, 国広悌二
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会 (物性)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 汎関数くりこみ群に基づいた密度汎関数理論による一次元核物質の基底・励起状態の微視的記述2018

    • Author(s)
      横田猛, 吉田賢市, 国広悌二
    • Organizer
      熱場の量子論2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Hohenberg-Kohn-theorem-inspired functional renormalization-group analysis of ground and excited states of a one-dimensional nuclear matter2018

    • Author(s)
      横田猛, 吉田賢市, 国広悌二
    • Organizer
      The 4th workshop on many-body correlations in microscopic nuclear model
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional renormalization-group analysis of ground and excited states of a one-dimensional nuclear matter inspired by the Hohenberg-Kohn theorem2018

    • Author(s)
      Yokota Takeru, Yoshida Kenichi, Kunihiro Teiji
    • Organizer
      9th International Conference on the Exact Renormalization Group
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tachyonic instability of the scalar mode prior to the QCD critical point based on the functional renormalization-group method in the two-flavor case2018

    • Author(s)
      Yokota Takeru, Kunihiro Teiji, Morita Kenji
    • Organizer
      27th International Conference on ultra relativistic nucleus-nucleus collisions
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ab-initio description of excited states with renormalization group based density functional theory2018

    • Author(s)
      横田 猛
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カレントクォーク質量の変化に伴うQCD臨界点でのソフトモードの特性変化2017

    • Author(s)
      横田猛, 国広悌二, 森田健司
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Character change and tachyonic instability of the soft mode at QCD critical point based on Functional renormalization-group method2017

    • Author(s)
      Takeru Yokota
    • Organizer
      International Molecule-type Workshop “Strangeness and charm in hadrons and dense matter”
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tachyonic instability of the scalar mode prior to QCD critical point based on Functional renormalization-group method2017

    • Author(s)
      Takeru Yokota
    • Organizer
      Functional Methods in Hadron and Nuclear Physics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 汎関数くりこみ群を用いたQCD臨界点付近における超光速シグマモードの解析2017

    • Author(s)
      横田 猛
    • Organizer
      ハドロン・原子核物理の理論研究最前線
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Spectral functions in functional renormalization group approach --analysis of the collective soft modes at the QCD critical point--2016

    • Author(s)
      Takeru Yokota, Teiji Kunihiro, Kenji Morita
    • Organizer
      8th International Conference on the Exact Renormalization Group
    • Place of Presentation
      International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 汎関数くりこみ群によるスペクトル関数の計算とQCD臨界点におけるソフトモードの解析2016

    • Author(s)
      横田猛, 国広悌二, 森田健司
    • Organizer
      原子核三者若手夏の学校
    • Place of Presentation
      黒姫ライジングサンホテル
    • Year and Date
      2016-07-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel picture of the soft modes at the QCD critical point based on the FRG method2016

    • Author(s)
      Takeru Yokota, Teiji Kunihiro, Kenji Morita
    • Organizer
      Critical Point and Onset of Deconfinement 2016
    • Place of Presentation
      University of Wroc{\l}aw, Wroc{\l}aw, Poland
    • Year and Date
      2016-05-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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