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高エネルギー重イオン衝突事象におけるQGP生成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J02712
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)
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

田屋 英俊  国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード高エネルギー重イオン衝突 / 粒子生成 / Schwinger機構 / 量子色力学 / 非平衡量子過程
研究実績の概要

本研究の目的は、高エネルギー重イオン衝突におけるクォークグルーオンプラズマ(QGP)生成過程の解明である。高エネルギー重イオン衝突直後は、非常に強い古典的なカラー電磁場が系を特徴づけることが知られている。この強いカラー電磁場からの粒子生成とそれに伴う系の熱化によって、QGPの生成に至ると考えられているが、その具体的な時間発展の様子については、未だ十分な理解がない。本研究では、(1)こうしたQGP生成過程の非平衡発展を記述するような非平衡理論を、基礎理論である量子色力学に基づいて構築し、そして、(2)それの信頼できる数値シミュレーションを実行する。この二つの課題を通じて、QGPの生成過程の解明に挑む。
昨年度は、グルーオンの非線形相互作用に平均場近似を適用する、という近似の下でそのようなQGP生成過程の非平衡理論を構築した。さらに、QGP生成過程の簡単な初期条件として、衝突直後の膨張する強いカラー電磁場が横平面に一様な電場的配位を持つような状況を考え、その数値シミュレーションを実行することで、QGP生成過程の時間発展の様子を議論した。本年度は、こうした昨年度の研究の発展として、主に以下のような研究を行った:
(1)横方向に非一様性を持った強いカラー電磁場の場合への拡張を行い、初期フローなどの物理量を数値的に評価した。
(2)2粒子既約形式に基づき、平均場近似を超えた理論の構築とその数値計算の実装を行った。そして、数値コストがもっとも少なく簡単で非自明な例である、2+1次元量子電磁気学の場合の数値シミュレーションを実行した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Quark and gluon production from a boost-invariantly expanding color electric field2017

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Taya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 1 ページ: 014033-014033

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014033

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 初期過程2017

    • 著者名/発表者名
      田屋英俊
    • 学会等名
      第33 回Heavy Ion Cafe および第23 回Heavy Ion Pub 合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブースト不変に膨張するカラー電場からのクォーク・グルーオン粒子生成とその遮蔽効果2017

    • 著者名/発表者名
      田屋英俊, 藤井宏次
    • 学会等名
      日本物理学第72回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quark and gluon production from an expanding strong color electric flux tube2017

    • 著者名/発表者名
      H.Taya, H.Fujii
    • 学会等名
      Quark Matter 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] QCDにおけるSchwinger 機構と強いカラー電場の崩壊過程2016

    • 著者名/発表者名
      田屋英俊, 藤井宏次
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] QCDにおけるSchwinger機構と強いカラー電場の崩壊過程2016

    • 著者名/発表者名
      田屋英俊, 藤井宏次
    • 学会等名
      理研シンポジウム・iTHES研究会 「熱場の量子論とその応用」
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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