2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies of matter in neutron stars by using lattice quantum chromodynamics
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26400279
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
河野 宏明 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80234706)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 格子量子色力学 / 中性子星 / バリオン数 / アイソスピン / 虚数化学ポテンシャル / 現象論模型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クォーク物質は、中性子星などの高密度天体などにおいて存在あるいは存在したと考えられる。理論的には、クォーク物質の研究は、量子色力学（QCD）を計算機上の離散的４次元時空（格子）上でシミュレーションする格子QCD計算で解析される。バリオン数密度が小さい場合については、格子QCDによる計算方法がほぼ確立している。しかし、バリオン数密度が大きい場合は符号問題と呼ばれる問題のために信頼できる計算はほとんどない。この研究では、研究期間全体を通して、符号問題のない虚数バリオン（クォーク数）数化学ポテンシャルと実数アイソスピン化学ポテンシャルがある場合の格子QCD計算を行い、その結果から、中性子星内部などで実現していると思われる実数バリオン数化学ポテンシャルと実数アイソスピン化学ポテンシャルが存在している状況についての知見を得る事を目指した。
平成27年度までの研究では、主に高温の場合について、ポリヤコフループ・クォーク数密度・アイソスピン密度の計算を行い、それを現象論模型と照らし合わせた結果、整合的な結果が得られる事がわかった。また、並行して、格子QCDの計算と比較する現象論模型の検証と改良に関わる研究を行った。
平成28年度は主に中間温度以下での計算を行い、その結果を現象論模型で再現できるかを調べたが、現状の現象論模型では再現が難しい事がわかった。この事は格子計算ではなく、むしろ現象論模型の方に短所があると考えられるため、現象論模型の検証や改良に関する研究を引き続き行った。また、これまでの結果では特に高温で数値のふらつきがあったので、解析関数による実バリオン数化学ポテンシャル領域への解析接続が難しかったため、配位数を増やす計算も行った。これらの結果は整理の済んだものから学術論文や学会で遂次発表した。未発表の結果については、今後データを整理・補充して発表していく計画である。
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