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Kondo effect in quark matter: new properties induced by heavy-quark impurities

Research Project

Project/Area Number 16K05366
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

Itakura Kazunori  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (30415046)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsクォーク物質 / 近藤効果 / 重いクォーク / 非可換相互作用 / 思いクォーク / 不純物効果 / 重いクォークの物理 / 近藤凝縮 / ハドロン物理 / 高密度クォーク物質 / 繰り込み群
Outline of Final Research Achievements

Kondo effect, which is one of the most important concepts in condensed matter physics, is a phenomenon where bulk properties of light particles are significantly affected by few impurities of heavy particles. This effect takes place when there are non-Abelian interactions, a Fermi surface, and a quantum effect and thus can be seen in principle in various matter. In this research, we considered a Kondo effect of light quark matter induced by small amount of heavy quarks. In particular, we constructed theoretical framework in analogy to quantum field theory of spontaneous breaking of chiral symmetry. The new condensate is for the coupling between a light quark field and a heavy quark field.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、我々の身近な物質の電子系で見られる近藤効果という現象が、宇宙の遥か彼方に存在する中性子星のさらにその中心部に存在するかもしれない「クォーク物質」においてもみられる可能性があるということを探求するものである。このように全く異なる階層においても同様の現象が見られるということは、物理学の自然に対する普遍性の一つの表れであると言える。現象に現れる主体が異なっていても、現象の本質は変わらない。そのような理解を進めることは、我々の自然に対する理解がまた一歩進んだとも言えるだろう。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Kondo phase diagram of quark matter2019

    • Author(s)
      Shigehiro Yasui, Kei Suzuki, Kazunori Itakura
    • Journal Title

      Nuclear Physics

      Volume: A983 Pages: 90-102

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2018.12.025

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interplay between chiral symmetry breaking and the QCD Kondo effect2017

    • Author(s)
      Kei Suzuki, Shigehiro Yasui, Kazunori Itakura
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 96 Issue: 11 Pages: 114007-114007

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.114007

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topology and stability of the Kondo phase in quark matter2017

    • Author(s)
      Shigehiro Yasui, Kei Suzuki, Kazunori Itakura
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 96 Issue: 1 Pages: 014016-014016

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014016

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetically induced QCD Kondo effect2016

    • Author(s)
      Sho Ozaki, Kazunori Itakura, and Yoshio Kuramoto
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 94 Issue: 7 Pages: 074013-074013

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.074013

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] クォーク物質における近藤凝縮とカイラル凝縮の競合2017

    • Author(s)
      鈴木渓, 安井繁宏, 板倉数記
    • 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(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] クォーク物質の近藤凝縮相における励起モード2017

    • Author(s)
      安井繁宏, 鈴木渓, 板倉数記
    • 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(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] クォーク物質における新しい相“Kondo phase”2016

    • Author(s)
      安井繁宏、鈴木渓、 板倉数記
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学 木花キャンパス (宮崎県宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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