| Project/Area Number |
21H01084
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyoto University (2023-2024)
High Energy Accelerator Research Organization (2021-2022) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早田 智也 慶應義塾大学, 医学部(日吉), 准教授 (50762655)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 量子色力学 / ハミルトニアン形式 / 有限温度，有限密度 / 非平衡系 / ゲージ理論 / QCD |
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| Outline of Research at the Start |
極限状態におけるハドロン多体系の物理における２つの未解決問題: ハドロンの非平衡ダイナミクス及び，高密度ハドロン物質の相構造の理解の問題の定性的理解を目指す．これらの状態の理解は宇宙初期の時間発展，高エネルギー重イオン衝突の物理や中性子星の内部がどのような状態になりどのような状態方程式が実現されるかを理解する上で重要になる．格子上のハミルトニアン形式を用いて，その実時間発展や高密度状態を数値シミュレーションすることで，どのようにハドロンが熱平衡状態にいたるか，高密度ハドロンの相構造はどのようになるか明らかにする．
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| Outline of Final Research Achievements |
To overcome the limitations of conventional Monte Carlo methods in tracing how protons and neutrons emerged from the quark-gluon plasma of the early universe and in probing the interiors of high dense Matter such as neutron stars, we developed a new Hamiltonian-based framework and achieved the following results: Real-time simulations on small lattices revealed that thermalization occurs within the short Boltzmann time scale. By reformulating gauge theories with quantum groups, we validated the method's reliability through direct comparison with Monte Carlo data. Applying the density matrix renormalization group to (1+1)-dimensional finite-density systems, we determined the equation of state.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本手法はモンテカルロ法が直面する「符号問題」の困難を回避し，非平衡・高密度系における強い相互作用を量子色力学の第一原理から解析する新たな道を開いた．
また，今後発展すると期待される量子コンピュータを用いることで，大規模計算が可能になり，宇宙初期のクォークグルーオンプラズマや中性子星の内部状態の解明に大きく寄与すると期待される．
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