2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study on QCD matter from QCD theory, phenomenological analysis and high-energy heavy-ion collisions
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17K05438
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
野中 千穂 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10432238)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハドロン物理学 / クォーク・グルーオン プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高エネルギー重イオン衝突実験の現象論的解析、そして模型の開発を通じて量子色力学(QCD)相転移機構、そしてクォーク・グルーオン プラズマ （QGP）の物性を明らかにすることを目的にした。
通常、クォークやグルーオンは 陽子や中性子などのハドロンの中に閉じ込められている。しかし、高温・高密度の極限状況下では量子色力学(QCD)の 漸近的自由性により閉じ込められていたクォークやグルーオンが飛び出し自由ガスのように振る舞う。 この QGP 相とハドロン相の相転移、QCD 相転移現象・QCD 相図の 解明は素粒子、原子核物理の重要な課題の一つである。さらに QGP はビッグバン10万分の1秒後に存在したと考えられるため、 QCD 相転移理解は宇宙史の解明にも重要である。
現在、米国・ブルックヘブン国立研究所 (BNL) の Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) 、CERN の Large Hadron Collider (LHC) でRHIC・LHC 実験から 高精度の実験結果が続々と報告されている。ここで、QGP 物性を明らかにするために、RHIC・LHC 実験の包括的で定量的な解析を行った。 まず、リーマンソルバーを用いた相対論的流体方程式の新しいアルゴリズムを開発し、それを取り入れた現象論的模型を構築した。この模型をLHCに応用し、ずり粘性、体積粘性の温度依存性を明らかにした。次に小さな系への解析に取り組み、流体描像が成立することを確認した。さらに、LHCとRHICの両エネルギー領域での光子生成の解析も行った。新しい光子生成のプロセスを提案することで、現在の光子パズルに一つの解を与えた。以上のように実験結果の包括的な解析を行うことで、QGPの物性を明らかにすることができた。
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Research Products
(9 results)
