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

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K05366
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 板倉 数記 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
• Keywords: 近藤効果 / 非可換相互作用 / 思いクォーク / 不純物効果

Outline of Annual Research Achievements

今までの研究によって、物性系で盛んに議論されてきた近藤効果が、全く異なる物質系であるQCD物質系（クォーク物質や核物質系）においても発現することが明らかになった。この研究は近藤効果という現象の普遍性を理解するうえでも意義のあるものだと言える。そもそも近藤効果の特徴は、多体効果と非線形相互作用によって(軽い粒子系に混入した)重い粒子と軽い粒子との相互作用が増大し、その結果軽い粒子のバルクな性質にも影響を与えるというものであるが、それらの性質を有するQCD物質でも近藤効果が見られるのは自然であった。ただ、コントロールしてそのような物性系を準備することは難しく、重イオン衝突実験や中性子星内部のような極限的な状況で生ずる可能性があるために、QCD近藤効果が起こったことがどのような物理量に影響を与えるのかを定量的に議論することが（これからも）重要であると考えている。
本研究では、QCD近藤効果の理論的整備を行い、今後さらなる研究へ展開可能性を与える基礎を与えたものになる。特に強調しておきたいのは、場の理論的な記述方法を確立した点である。具体的には、他の典型的な非摂動効果であるカイラル対称性の自発的破れと同列に、平均場近似や繰り込み群的な手法が適用できることを明らかにした。この新たな視点は、QCD近藤効果の物理的な本質を理解するうえでも重要なものであり、現在まとめている長大なレヴュー論文にもそのような説明を加えている。