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有限密度格子QCDシミュレーションによるQCD相図の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J02368
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関筑波大学

研究代表者

齋藤 華  筑波大学, 数理物質系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードクォーク / 有限温度・有限密度 / 量子色力学(QCD) / 数値シミュレーション / 相構造 / 臨界点 / モンテカルロ法 / ハミルトニアン形式 / 有限温度 / 有限密度 / 格子シミュレーション
研究概要

過去の我々の研究から, クォーク物質の相構造を解明するために, 熱力学的な観測量のヒストグラムを用いて相転移次数を区別するヒストグラム法が, クォーク密度がゼロの場合には, 有効であることが分かった。昨年度はこれらの方法を有限密度の場合に応用することを検討し, 本方法を, 特にクォーク質量が大きい領域において適応した。有限密度シミュレーションでは, 符号問題があることが知られているが, クォーク質量が大きい領域では比較的軽度であることが予想されており, さらに, この領域では数値計算が容易であるため, 方法のテストを行うことができると考え, 実行した。我々の方法の大きな特徴はこのヒストグラム法に, キュムラント展開と再重み付け法と呼ばれる方法を組み合わせた点である。これらの一連の芳法によって, クォーク質量が大きい領域での有限密度臨界面を特定できることを確認した。また, これらの研究のクロスチェックを行うために, その他の観測量によって検証を行い, 正当性を確認した。さらに, それに関する論文を英文紙Physical Review Dに投稿した。また, これらの一連の研究について, 国際会議SIGN 2014にて, 研究発表を行った。
有限密度格量子色力学シミュレーションは符号問題を抱え, その有用性がゼロ密度シミュレーションと比較し, 著しく制限されていると言える。符号問題は, 確率分布が複素数となるために, モンテカルロ法による数値積分が破綻することを意味している。この状況を踏まえて, 申請者は, モンテカルロ法とは異なる数値計算手法に関する研究について検討した。その一環として, ドイツのDESY Zeuthen研究所に拠点を移し, Dr. K. Jansen, Dr. K. Cichyらと議論し, 格子ゲージ理論のハミルトニアンによる定式化について勉強を行った。また, その研究に関連し, Max Planck Institute of Quantum Opticsに滞在し, 同ハミルトニアン形式による数値計算を行うために要するtensor network法の基本的な内容について学んだ。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Histograms in heavy-quark QCD at finite temperature and density2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, S. Ejiri, S. Aoki, K. Kanaya, Y. Nakagawa, H. Ohno, K. Okuno and T. Umeda
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 号: 3 ページ: 345071-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.034507

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Matrix Product State for Lattice Field Theories2013

    • 著者名/発表者名
      M. C. Banuls, K. Cichy, J. I. Cirac, K. Jansen and H. Saito
    • 雑誌名

      PoS LATTICE2013

      巻: 332 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling properties of the chiral phase transition in the low density region of two-flavor QCD with improved Wilson fermion2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, S. Ejiri, S. Aoki, K. Kanaya, Y. Nakagawa, H. Ohno and T. Umeda
    • 雑誌名

      PoS LATTICE2013

      巻: 450 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The critical surface of QCD in the heavy quark region2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saito
    • 学会等名
      SIGN 2014
    • 発表場所
      GSI (Darmstadt, Germany)
    • 年月日
      2014-02-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Matrix Product State for Lattice Field Theories : Schwinger model, Part2 : Thermal states and finite chemical potential2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saito
    • 学会等名
      Workshop on tensor network state for gauge theories
    • 発表場所
      Ghent University (Ghent, Belgium)
    • 年月日
      2014-01-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 格子QCDシミュレーションにおけるβ関数の計算に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      齋藤 華
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学(広島)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-het.ph.tsukuba.ac.jp/~saitouh/presen/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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