Thermodynamic Properties of Quark-Gluon-Plasma by the Gradient Flow
Project/Area Number |
19K03819
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
Kanaya Kazuyuki 筑波大学, 数理物質系(特命教授), 特命教授 (80214443)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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Keywords | 素粒子物理学 / クォーク・グルオン・プラズマ / 有限温度 / 熱力学的性質 / シミュレーション / 宇宙史 / グラジエントフロー / SFtX法 |
Outline of Research at the Start |
クォークは、通常は陽子や中性子などのハドロンの中に閉じ込められており、単独で取り出すことができないが、1兆度以上の超高温では、ハドロンから溶け出してクォーク・グルオン・プラズマ状態に相転移すると考えられている。このQCD相転移は、宇宙がその進化過程で最後に経験した素粒子レベルの相転移である。本研究では、グラジエントフローに基づく鈴木の方法を応用して、格子QCDシミュレーションにより、クォーク・グルオン・プラズマや高温ハドロン物質の相転移と熱力学的特性を研究する。
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Outline of Final Research Achievements |
Just after the Big Bang 13.8 million years ago, our Universe is expected to have experienced a phase transition from the quark-gluon-plasma state in which quarks are liberated to the ordinary hadon phase in which quarks are confined in hadrons. Understanding this QCD phase transition is important in clarifying the history of the Universe. We studied thermodynamic properties of the quark matter around the QCD phase transition temperature by lattice simulation of 2+1 flavor QCD with Wilson-type quarks, adopting the SFtX method (small flow-time expansion method) based on the gradient flow. We also pushed forward development of related technics and studies of the latent heat, critical point, etc. at the finite-temperature transition of QCD with heavy quarks.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
QCD相転移は、我々の宇宙が経験した、素粒子レベルでの最後の相転移である。この相転移により、我々の知る通常の物質(陽子や中性子など)が生成された。従って、その解明は、重い元素の創生や生命の発生につながる、宇宙史の物質進化の初期状態を理解する上で極めて重要である。 QCD相転移をQCDの第一原理から再現する唯一の研究方法が格子QCDの大型シミュレーションである。SFtX法は、格子QCD研究に大きなブレイクスルーをもたらす可能性があり、我々の先駆研究には、大きな意義があると考えている。
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Report
(4 results)
Research Products
(62 results)
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[Presentation] Latent heat and pressure gap at the first-order deconfining phase transition of SU(3) Yang-Mills theory using the small flow-time expansion method2021
Author(s)
Kazuyuki Kanaya, Mizuki Shirogane, Shinji Ejiri, Ryo Iwami, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Yusuke Taniguchi, and Takashi Umeda
Organizer
The 38th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2021) (オンライン開催 Zoom/Gather@MIT, USA, July 26-30, 2021)
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Int'l Joint Research
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[Presentation] Thermodynamics of 2+1 flavor QCD with the gradient-flow2021
Author(s)
Kazuyuki Kanaya, S.Ejiri, R.Iwami, M.Kitazawa, M.Shirogane, H.Suzuki, Y.Taniguchi, T.Umeda
Organizer
CCS 13th international symposium 2021 on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Science (CCS, Tsukuba, Japan (online), 10.8, 2021)
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[Presentation] From lattice to observables2021
Author(s)
Masakiyo Kitazawa
Organizer
The 8th Asian Triangle Heavy-Ion Conference (ATHIC 2021) (Inha University, Korea (online), Nov. 5-9, 2021)
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Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] SFtX法を用いたカイラル感受率の測定2020
Author(s)
馬場 惇, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 遊, 鈴木 博, 谷口 裕介
Organizer
日本物理学会 (筑波大学, 茨城県, つくば市 (online), 9.14-16, 2020)
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[Presentation] Small Flow time eXpansion (SFtX)法による2+1フレーバーQCDの熱力学2020
Author(s)
鈴木 博, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 遊, 谷口 裕介, 馬場 惇
Organizer
日本物理学会 (筑波大学, 茨城県, つくば市 (online), 9.14-16, 2020)
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[Presentation] ウィルソンフェルミオンに基づいた有限温度量子色力学の研究2020
Author(s)
鈴木 博, 金谷 和至, 谷口 裕介, 江尻 信司, 梅田 貴士, 北澤 正清, 馬場 惇
Organizer
第7回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会 (THE GRAND HALL, 東京都, 品川区 (online), 10.30, 2020)
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[Presentation] グラジエントフローに基づくSFtX法による格子2+1フレーバーQCDの熱力学 -- 2-loop係数の効果2020
Author(s)
金谷 和至, 梅田 貴士, 江尻 信司, 北沢 正清, 下条 昂礼, 白銀 瑞樹, 鈴木 遊, 鈴木 博, 谷口 裕介, 馬場 惇
Organizer
日本物理学会第75回年次大会, 名古屋大学, 名古屋市, 愛知県
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[Presentation] Wilson fermionの下でのgradient flowを用いたカイラル感受率の測定2020
Author(s)
馬場 惇, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 遊, 鈴木 博, 谷口 裕介
Organizer
日本物理学会第75回年次大会, 名古屋大学, 名古屋市, 愛知県
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[Presentation] Determination of the endpoint of the first order deconfiniement phase transition in the heavy quark region of QCD2019
Author(s)
Shinji Ejiri, Atsushi Kiyohara, Kazuyuki Kanaya, Masakiyo Kitazawa, Mizuki Shirogane, Ryo Iwami, Shota Itagaki, Takashi Umeda, Yusuke Taniguchi
Organizer
The 37th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2019), Wuhan, China
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[Presentation] QCD energy-momentum tensor using gradient flow2019
Author(s)
Y. Taniguchi, S. Ejiri, K. Kanaya, M. Kitazawa, M. Shirogane, A. Suzuki, H. Suzuki, T. Umeda, A. Baba
Organizer
The 17th International Conference on QCD in Extreme Conditions (XQCD 2019), Tokyo, Japan
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Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] QGP粘性係数導出に向けたNf=2+1 QCDエネルギー運動量テンソル相関関数の研究 (II)2019
Author(s)
谷口 裕介, 馬場 惇, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 白銀 瑞樹, 鈴木 遊, 鈴木 博, 梅田 貴士
Organizer
基研研究会「熱場の量子論とその応用」(TFQT 2019), 京都大学基礎物理学研究所, 京都
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[Presentation] 高次補正項を取り入れたグラディエントフロウによる一次相転移点近傍の熱力学量2019
Author(s)
白銀 瑞樹, 江尻 信司, 石見 涼, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 博, 谷口 裕介, 梅田 貴士, 若林 直輝
Organizer
基研研究会「熱場の量子論とその応用」(TFQT 2019), 京都大学基礎物理学研究所, 京都
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[Presentation] Wilson fermionの下でのGradient flowを用いたカイラル感受率の測定2019
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馬場 惇, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 下条 昂礼, 鈴木 博, 鈴木 遊, 谷口 裕介
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基研研究会「熱場の量子論とその応用」(TFQT 2019), 京都大学基礎物理学研究所, 京都
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[Presentation] グラジエントフローによる格子2+1フレーバーQCDの熱力学研究 II2019
Author(s)
金谷 和至, 梅田 貴士, 江尻 信司, 北沢 正清, 下条 昂礼, 白銀 瑞樹, 鈴木 遊, 鈴木 博, 谷口 裕介, 馬場 惇
Organizer
日本物理学会秋季大会, 山形大学, 山形市, 山形県
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[Presentation] gradient flowを用いたK中間子Bパラメータの非摂動論的な繰り込み2019
Author(s)
谷口 裕介, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 遊, 鈴木 博, 馬場 惇
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日本物理学会秋季大会, 山形大学, 山形市, 山形県
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[Presentation] Wilson fermionの下でのGradient flowを用いたPCAC massの計算2019
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馬場 惇, 梅田 貴士, 江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 鈴木 遊, 鈴木 博, 谷口 裕介
Organizer
日本物理学会秋季大会, 山形大学, 山形市, 山形県
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[Presentation] (2+1)-flavor QCD thermodynamics using the gradient flow2019
Author(s)
K. Kanaya, Y. Taniguchi, A. Baba, S. Ejiri, S. Itagaki, M. Kitazawa, T. Shimojo, A. Suzuki, H. Suzuki, T. Umeda
Organizer
11th Symposium on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences, Tsukuba, Japan
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