2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of unified model for high-energy nuclear collisions and physics of quark gluon plasma
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17H02900
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
平野 哲文 上智大学, 理工学部, 教授 (40318803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奈良 寧 国際教養大学, 国際教養学部, 教授 (70453008)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | クォークグルーオンプラズマ / 高エネルギー原子核衝突 / 相対論的流体力学 / 流体揺らぎ / QGPの阻止能 / 輸送係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビッグバン直後の宇宙を占めていた素粒子極限物質「クォーク・グルーオン・プラズマ(quark gluon plasma, QGP)」の物性を研究すべく、高エネルギー原子核衝突実験がアメリカ・ブルックヘブン国立研究所の相対論的重イオン衝突型加速器RHICやヨーロッパ原子核共同研究機構CERNの大型ハドロン衝突型加速器LHCで行われている。本研究では衝突反応のダイナミクスを統合的に記述するモデルを作成し、それを用いてQGP物性をより精密に求める課題である。
本年度は研究支援員を雇用し、(1)既存のモデルによる拡張と実験結果の解析、及び、(2)コア－コロナ描像を取り入れた動的初期化モデルを用いた実験結果の解析を行った。
(1) 前年度は、QGPの流体揺らぎが物理量に与える影響を調べるために、運動量空間の異なる2点の間の相関と流体揺らぎによるその破れの解析を行った。実際の現象では流体揺らぎに加えて、衝突初期のQGPの形状に対する衝突軸方向の揺らぎの影響もある。これを取り入れることで、前年度までのモデルでは実験結果の振る舞いとの一致しなかったものが、流体揺らぎ、初期揺らぎの双方を取り入れることで実験結果を再現するに至った。これにより、今まで以上に高精度でQGPの輸送的性質を制限できる可能性が拓けた。
(2) 衝突直後のパートンが動的にQGP流体を生成する模型に、パートンの空間的な密度の濃淡を反映したコア－コロナ描像を取り入れた。このとき、最終的なハドロンはコアであるQGP流体とコロナであるハドロン弦の破砕による寄与の拮抗となる。これを取り入れることで、小さい衝突系において重いストレンジハドロンとパイ中間子の収量比が、生成粒子数とともに急激に増加する様子を記述することができた。これにより、小さい衝突系でも部分的ではあるがQGPが生成されている可能性が高いことが分かった。この成果は査読付き論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、流体揺らぎを取り入れた統合的動的模型による実験結果の解析を終え、それをまとめる段階に来ている。また、低運動量と高横運動量をつなぐ模型としてのコア－コロナ描像を取り入れた解析を行い、小さい衝突系から大きな衝突系に向けた統合的なアプローチが可能になりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
流体揺らぎを取り入れた統合的動的模型については、これまでの成果を論文にまとめる。また、臨界現象に伴う揺らぎをダイナミクスに取り入れることを検討する。
動的初期化模型については、より物理的な過程を取り入れることでより精密な模型へと発展させ、特に小さい衝突系における集団現象の解析からQGP生成の有無についてより確固とした結論を目指す。
電磁場に対する応答については、引き続き、どのように現状の模型に取り入れるか検討を続ける。
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