2015 Fiscal Year Annual Research Report
揺らぎの入った相対論的流体力学と重イオン衝突反応への応用
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25400269
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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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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | クォーク・グルーオン・プラズマ / 相対論的重イオン衝突反応 / 揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初期宇宙に存在していた原始物質「クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)」の物性を調べる目的として、相対論的重イオン衝突反応実験が行われてきており、そのダイナミクスのうち特に「揺らぎ」に注目し、モデルの構築、数値計算、実験結果の解析を行ってきた。
本年度はまず、相対論的流体力学の枠組みにおける揺らぎの定理と、その応用として相対論的重イオン衝突反応における観測量との関係をまとめた。
次に前年度に行ったQGPに対する熱揺らぎを実装した相対論的粘性流体シミュレーションを用いて、相対論的重イオン衝突反応における離れた２点間の相関が揺らぎによってどの程度切れるかを調べ、実験結果との比較より揺らぎの影響はそれほど大きくないことを確かめた。このことから揺らぎの大きさと関係する局所熱平衡状態の典型的な大きさを評価できる可能性が拓けた。
また、QGP中にジェットを通過させ、QGPの時空発展にに対する影響を調べ、ジェットを軸とした方位角方向の相関関数に特徴的なふるまいが現れ、その起源がジェットがQGP中に励起する円錐型の衝撃波（マッハコーン）であるが分かった。マッハコーンはQGPの物性量の中心的な一つである音速と密接に関わっており、この現象を解析することで相対論的重イオン衝突反応を通して音速の情報を引き出せる可能性があることを指摘した。
QGPが冷えていくにつれハドロンガスに転化したあとも、ハドロン間は相互作用を行う。この相互作用が切れる時刻を解析し、ストレンジクォークが複数含まれるハドロンは他のハドロンに比べてこの時刻の揺らぎが小さいことが分かった。この解析より、これらの特別なハドロンを用いると、ダイナミクスのある特定のステージの情報を引き出すことが可能であることが分かった。
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