| 研究課題/領域番号 |
15H03663
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中村 純 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (30130876)
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| 研究分担者 |
保坂 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
國廣 悌二 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (20153314)
初田 哲男 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, プログラムディレクター (20192700)
大西 明 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70250412)
稲垣 知宏 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (80301307)
隅谷 孝洋 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (90231381)
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| 研究協力者 |
モロチコフ アレキサンダー
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | QCD / クォーク / 有限密度 / 符号問題 / 数値シミュレーション / 格子QCD / 格子ゲージ理論 / クォーク・グルーオン・プラズマ / 有限密度系 / QCD相図 / 理論核物理 / 素粒子論 / 計算物理 / クォーク・グルーオンプラズマ / 化学ポテンシャル / 相図 |
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| 研究成果の概要 |
量子色力学(QCD)は物質の基本要素であるクォークとグルーオンの理論であり、格子QCDシミュレーションによる計算が可能になってきた。しかし有限密度系については「符号問題」と呼ばれる困難のため格子QCD計算は不可能であると思われていた。
本研究ではカノニカル法によりこの困難を克服し有限密度系の研究を行った。計算の不安定性を多倍長計算で克服し、符号問題の無い純虚数化学ポテンシャル領域で計算したカノニカル分配関数から実化学ポテンシャルでの物理量を得る定式化を構築した。
実験データの存在する10GeVから200GeVの領域で計算を行った。今後の精密な実験との比較に耐えるコードの開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
2017年に、中性子星合体時に生成されたと考えられる重力波がレーザー干渉計重力波天文台LIGOによって観測された。中性子星は質量は太陽と同程度、大きさは直径20キロメートルほどで、その内部では超高密度が実現している。中性子星についてはいろいろな観測から情報が蓄積されてきたが、その内部がどのような状態方程式で記述されるかは明らかではない。有限密度系のQCDのシミュレーションが可能になれば、この状態方程式を求めることができる。中性子星の温度は低く、我々の定式化はまだ大きな改善が必要であるが、地上で実現される高エネルギー重イオン反応の記述は可能であり、そこでの検証を行いながら研究を進めている。
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