2019 Fiscal Year Research-status Report
量子開放系理論に基づくクォーク・グルーオン・プラズマ中の力の統一的記述
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18K13538
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
赤松 幸尚 大阪大学, 理学研究科, 助教 (30616363)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | クォーク・グルーオン・プラズマ / クォーコニウム抑制 / 量子開放系 / 量子散逸 / Lindblad形式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強い相互作用をする基本粒子であるクォークやグルーオンは、日常世界ではハドロン（核子、中間子）の中に閉じ込められているが、超高温の環境下で解放されプラズマ状態（クォーク・グルーオン・プラズマ）を形成する。クォーク・グルーオン・プラズマでは遮蔽や散逸など様々な媒質効果を受けるため、そこで働く力は真空中での閉じ込め力とは質的に異なる。本研究の目的は、 クォーコニウムを通じて、クォーク・グルーオン・プラズマ中で働く力に対する媒質効果を統一的に理解することである。2019年度は前年度に開発した数値計算アルゴリズムを用いて重クォーク対の2体系を解析し、以下の結果を得た。これらを論文として出版した。
（１）クォーコニウムの存在確率が減少する時間スケールは温度や質量によって異なり、それを決めているのは定性的には古典的な緩和時間と波動関数のデコヒーレンス時間である。（２）相対論的重イオン衝突実験により作られるクォーク・グルーオン・プラズマは膨張により温度が下がっていく動的な系なので、その効果を取り入れたモデル計算も行い、実験結果を定性的に解釈できることを見た。（３）我々が世界に先駆けて取り入れることに成功した量子散逸の効果は、クォーコニウムの存在確率の20％程度上昇させることを確認した。これは摩擦力が重クォーク対の解離を妨げるためであると解釈される。（４）前年度に予備的に得られた結果、すなわちクォーコニウムの存在確率が重心運動量が大きくなるとともに減少するという傾向について、詳細に調べた結果、実際には重心運動量にはほとんど依存しないことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでの数値計算は空間を１次元に落とし、カラー自由度を省略している。現実に近づけるためには、少なくとも空間を３次元化するか、カラー自由度を導入するか、の拡張を行わければならない。試行錯誤の末、空間を高次元化することは計算コストが増大し困難であるため、カラー自由度を導入する方向での拡張を選択することにした。
2019年度は量子散逸を含まないレベルの計算においてカラー自由度を導入することに成功した一方で、量子散逸を含めた場合のカラー自由度の導入作業が停滞している。このため、研究はやや遅れているという判断である。
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| Strategy for Future Research Activity |
カラー自由度を持ったクォーコニウムのデコヒーレンス現象（カラー自由度あり、量子散逸なし）について、論文にまとめ出版する。
カラー自由度を持ったクォーコニウムの量子散逸現象についてのLindblad形式はすでに導出済みなので、初年度に開発したアルゴリズムを拡張することでその数値計算を行う。
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| Causes of Carryover |
2019年度末に予定・検討していた国内・海外出張が新型コロナウイルスの感染拡大のため、中止になったことによる。2020年度は研究の進展に必要な物品購入は継続して行うが、旅費に関しては、劇的に状況が改善されない限り国内・海外とも出張の回数を必要最低限に抑えることになると予測される。
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