2020 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 – 2022-03-31
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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。
2020年度はクォーコニウムのカラー自由度と量子散逸の両方を取り入れたシミュレーションを世界で初めて行った。２０１９年度のシミュレーションではクォーコニウムの電荷をU(1)電荷とする簡単化を行ったが、今回の計算でより現実に近づいた。U(1)近似での結果と同様に、量子散逸の有無がクォーコニウムの存在確率に影響することを確認した。さらに、カラー１重項と８重項の密度行列の時間発展から、クォーコニウムがクォーク・グルーオン・プラズマ中でデコヒーレンスと散逸を受けていく様子を明らかにした。この結果は、近く論文としてまとめて出版する予定である。
クォーコニウムの半径とクォーク・グルーオン・プラズマの遮蔽長の大小関係にはいくつかの可能性があり、それぞれの領域に応じた有効理論が存在する。これまでクォーコニウムのLindblad方程式は、それぞれの領域で異なる手法を用いて導かれ、さらに導出が不必要に場の理論的であるなどの理由から、相互の理解を阻んできた。そこで、シンプルな量子力学的アプローチを用いて、これら全ての領域におけるLindblad方程式を統一的に導いた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
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のは２０１９年度であったが、この結果を論文にする作業が停滞している。同様の結果について競合するグループも論文を書いており、いち早く論文として出版する必要がある。２０２０年度の成果も論文として出版するに値するものであり、一刻の猶予も許されない。計算と出版のバランスが崩れつつあり、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 |
量子開放系のシミュレーションは数値計算コストが高く、重イオン衝突実験における現象論的な応用を見据えると、数値計算コストを低減することが望まれる。Lindblad方程式を非エルミートなハミルトニアンと近似した場合に、Lindblad方程式の結果をどの程度まで正確に再現できるか、検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行により、２０２０年度の国内・海外で行われた研究会はほぼ全てオンライン開催になり、また学外の共同研究者との打ち合わせもZoomなどを利用したオンライン形式で行った。このため、旅費を支出しなかった。２０２１年度も引き続き予断を許さない状況であり、旅費の支出は研究会が開催された場合にその旅費に使用する予定である。
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