2018 Fiscal Year Annual Research Report
Finite Density Lattice QCD for Experiments and Observations
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15H03663
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 純 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (30130876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保坂 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
國廣 悌二 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (20153314)
初田 哲男 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, プログラムディレクター (20192700)
大西 明 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70250412)
稲垣 知宏 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (80301307)
隅谷 孝洋 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (90231381)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | QCD / クォーク / 有限密度 / 格子ゲージ理論 / クォーク・グルーオン・プラズマ / 数値シミュレーション / 符号問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子色力学（QCD)は、物質の基本要素であるクォークとグルーオンの力学を記述する標準理論として確立されており、数値シミュレーションによる格子QCDも精密な計算が可能になってきた。しかし、有限密度系については「符号問題」と呼ばれる困難のため格子QCDシミュレーションは不可能であると思われていた。
本研究においては、カノニカル法というアプローチによりこの困難を克服し、日本のJ-PARC、ロシアのNICA等のエネルキー領域での重イオン反応て実現すると思われる有限密度系の研究を行った。これまでに試みられたシミュレーションが不安定になる現象を、精度を自由に調節できる多倍長計算で克服できることを見出した。さらに、効率的に計算を行うために、符号問題の無い純虚数化学ポテンシャル領域でバリオン数密度を計算し、そこからカノニカル分配関数を計算して、実化学ポテンシャルでの有限密度領域の情報を得る定式化を構築した。
しかし、この虚数化学ポテンシャル領域でのバリオン数が大きな複素位相を持つことが明らかになり、計算に大きな誤差を生じるという困難に直面した。この問題の解決に多大の時間を要したが、バリオン数密度を虚数化学ポテンシャルの関数として取扱い、その関数をクラスター展開で決定していくことで、計算を進めることができた。
実験データの存在する入射エネルギー10GeVから200GeVの領域で計算を行った。今後のより精密な実験との比較のために、より軽いクォーク質量でのシミュレーションのコードの開発を行った。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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