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虚数化学ポテンシャルと強磁場を利用したQCD相構造と状態方程式の定量的決定

研究課題

研究課題/領域番号 14J01717
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)
研究機関京都大学

研究代表者

柏 浩司  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードQCD相図 / 非閉じ込め相転移 / 量子色力学 / 虚数化学ポテンシャル
研究実績の概要

本研究の目的は、虚数化学ポテンシャルと外部磁場を利用して量子色力学(QCD)の有限密度(有限実数化学ポテンシャル)における相構造を定量的に決定することである。本研究における重要な問題は、有限実数化学ポテンシャル領域には符号問題が存在し、第一原理計算である格子QCD数値計算が破綻してしまう事である。そこで、符号問題の存在しない虚数化学ポテンシャル領域と外部強磁場が存在する系を考え、それらの系における格子QCD数値計算を利用し、有効模型を拡張して信頼できる有効模型を構築することをまず目的とした。その上で、その拡張された模型を用いてQCD相構造を定量的に解明することを目指した。研究課題を遂行するため、今年度は下記にまとめる虚数化学ポテンシャルにおけるQCDの研究を進めた。また、外部磁場が系に存在する場合については、京都大学理学部所属の李氏、西山氏、吉池氏との共同研究をarXiv:1507.08382 として公開し、その継続研究を議論中である。
具体的には、昨年度行った「物性物理分野において研究が進展してきたトポロジカル秩序と虚数化学ポテンシャルを利用した研究」について継続的に研究を行った。昨年度、トポロジカル秩序は我々の系には直接は使えないがそのアナロジーを利用することによって非閉じ込め相転移の擬臨界温度が定義できる可能性を示したので、この非閉じ込め相転移の定義に乗っ取った量子的秩序変数を虚数化学ポテンシャルにおけるクォーク数密度の性質を利用して構築した。本研究は、非閉じ込め相転移の性質とその定義に関係する重要な研究であり、定量的なQCD相図の理解において不可欠である。また、成果1の結果は基本的にゼロ実数化学ポテンシャルでの成果であったので、その研究を有限の化学ポテンシャル領域へ拡張した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Test for a universal behavior of Dirac eigenvalues in the complex Langevin method2016

    • 著者名/発表者名
      Terukazu Ichihara, Keitaro Nagata, Kouji Kashiwa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 9 ページ: 094511-094511

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.094511

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quark number holonomy and confinement-deconfinement transition2016

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa, Akira Ohnishi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.116002

    • NAID

      120006496955

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evading the sign problem in the mean-field approximation through Lefschetz-thimble path integral2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tanizaki, Hiromichi Nishimura, Kouji Kashiwa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91 号: 10 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.101701

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological feature and phase structure of QCD at complex chemical potential2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kashiwa, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 750 ページ: 282-286

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.09.036

    • NAID

      120005867113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Understanding of QCD at high density from Z3-symmetric QCD-like theory2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kouno, Kouji Kashiwa, Junichi Takahashi, Tatsuhiro Misumi, Masanobu Yahiro
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 93 号: 5 ページ: 056009-056009

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.056009

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase structure of SU(3) gauge-Higgs unification models at finite temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa, Yuya Tanizaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.116013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Topological nature of deconfinement transition in QCD2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kashiwa
    • 学会等名
      Quarks and Compact Stars 2017
    • 発表場所
      Kyoto university
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 虚数化学ポテンシャルを利用した非閉じ込め相転移の研究2017

    • 著者名/発表者名
      柏浩司
    • 学会等名
      第5回ウインタースクール・研究会「中性子星の核物質」
    • 発表場所
      福島
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 斥力的ベクター型相互作用のレフシェッツ・シンブルへの影響2017

    • 著者名/発表者名
      柏浩司、森勇登、大西明
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル秩序との類似を利用した非閉じ込め相転移の研究2016

    • 著者名/発表者名
      柏浩司、大西明
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Roberge-Weiss periodicity and confinement-deconfinement transition2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kashiwa, A. Ohnish
    • 学会等名
      34th International Symposium on Lattice Field Theory
    • 発表場所
      University of Southampton
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhomogeneous chiral condensates and nonanalyticity under external magnetic field2015

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa, Tong-Gyu Lee, Kazuya Nishiyama, Ryo Yoshiike
    • 学会等名
      Quark matter 2015
    • 発表場所
      KOBE FASHION MART, KOBE, JAPAN
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological feature and phase diagram of QCD at complex chemical potential2015

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa, Akira Ohnishi
    • 学会等名
      33th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2015)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of QCD phase structures from imaginary chemical potential region by using effective models2015

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa
    • 学会等名
      Hadrons and Hadron Interaction in QCD (HHIQCD 2015)
    • 発表場所
      基礎物理学研究所
    • 年月日
      2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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