格子量子色力学を用いたクォーク・グルーオン・プラズマの数値的研究

• Project/Area Number: 18740139
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: University of Tsukuba (2007); Nagoya University (2006)
• Principal Investigator: 滑川 裕介 University of Tsukuba, 計算科学研究センター, 研究員 (00377946)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 核理論

Research Abstract

本研究の目的は、格子量子色力学に基づく数値シミュレーションにより、有限温度相転移点近傍におけるクォーク・グルーオン・プラズマの性質を探る事である。
研究目的達成のため、本年度は、まず相転移温度の計算を行った。非等方格子を用いた格子量子色力学シミュレーションの結果、相転移温度160MeVを得た。非等方格子により有限格子間隔に起因する系統誤差を効果的に削減できた。また、シミュレーションによって得られたデータを用いて、ハドロンの波動関数の測定も実施した。波動関数は、ハドロンの束縛具合を示す指標となる物理量である。ゼロ温度での波動関数と有限温度の波動関数を比較する事で、相転移近傍でもハドロンが構成されているか、それともクォーク・グルーオン状態となっているか判定できる。我々の計算では、ゼロ温度と有限温度での波動関数に系統的な違いは見られなかった。つまり、少なくとも相転移温度付近では、ハドロンは依然クォークの束縛状態として存在している事が示唆される。波動関数に加え、スペクトラムの計算を実行した。相転移温度付近では、ハドロンスペクトルに関する明確な温度依存性は確認されなかった。
上記計算に加え、精度向上のため、ロー中間子の崩壊及び量子電磁力学効果について研究した。ロー中間子質量は、格子間隔を決定するために使用される重要な物理量である。しかし、これまで格子上でロー中間子の崩壊を無視した解析しか行われてこなかった。我々は、Luscher公式を用いることにより格子上で崩壊幅の計算が可能である事を示し、より正確な質量計算に成功した。また、量子色力学に加え、量子電磁力学を含めたシミュレーションを実行し、より現実的な計算結果を得た。

Research Products

• [Journal Article] QED corrections to hadron and quark masses (2008)
  • Author(s): Y.Namekawa, Y.Kikukawa
  • Journal Title: The World Scientific SCGT06 Pages: 206-206
• [Journal Article] Lattice QCD calculation of the rho meson decay width (2007)
  • Author(s): CP-PACS Collaboration:S.Aoki, M.Fukugita, K-I.Ishikawa, N.Ishizuka, K.Kanaya, Y.Kuramashi, Y.Namekawa, M.Okawa, K.Sasaki, A.Ukawa, T.Yoshie
  • Journal Title: Phys. Rev. D 76 Pages: 94506-94506
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] N_f=2 lattice QCD at finite temperature (2007)
  • Author(s): Y.Namekawa, Y.Kikukawa
  • Journal Title: Nagoya SQGP07 Pages: 89-89
• [Journal Article] Light hadron spectrum with 2+1 flavor dynamical O(a)-improved Wilson quarks (2007)
  • Author(s): PACS-CS Collaboration:N.Ukita, S.Aoki, N.Ishii, K.-I.Ishikawa, N.Ishizuka, T.Izubuchi, D.Kadoh, K.Kanaya, Y.Kuramashi, Y.Namekawa, M.Okawa, K.Sasaki, Y.Taniguchi, A.Ukawa, T.Yoshie
  • Journal Title: PoS LAT2007 Pages: 109-109
• [Journal Article] Application of chiral perturbation theory to 2+1 flavor lattice QCD with O(a)-improved Wilson quarks (2007)
  • Author(s): PACS-CS Collaboration:D.Kadoh, S.Aoki, N.Ishii, K.-I.Ishikawa, N.Ishizuka, T.Izubuchi, K.Kanaya, Y.Kuramashi, Y.Namekawa, M.Okawa, K.Sasaki, Y.Taniguchi, A.Ukawa, N.Ukita, T.Yoshie
  • Journal Title: PoS LAT2007 Pages: 138-138
• [Journal Article] Thermodynamics of N_f=2 QCD on anisotropic lattices (2007)
  • Author(s): Y.Namekawa, Y.Kikukawa
  • Journal Title: PoS LAT2007 Pages: 212-212
• [Presentation] Topological susceptibility in $2+1$ flavor lattice QCD (2008)
  • Author(s): Y, Namekawa
  • Organizer: 日本物理学会年会
  • Place of Presentation: 近幾大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] Thermodynamics of N_f=2 QCD on anisotropic lattices (2007)
  • Author(s): Y, Namekawa
  • Organizer: The XXIII International Symposium on Lattice Field Theory
  • Place of Presentation: University of Regensburg, Germany
  • Year and Date: 2007-07-30