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高エネルギー原子核衝突反応の統合模型の構築とQGP物性物理

研究課題

研究課題/領域番号 17H02900
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関上智大学

研究代表者

平野 哲文  上智大学, 理工学部, 教授 (40318803)

研究分担者 奈良 寧  国際教養大学, 国際教養学部, 教授 (70453008)
橘 保貴  国際教養大学, 国際教養学部, 助教 (60877760)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードクォークグルーオンプラズマ / 高エネルギー原子核衝突反応 / 相対論的流体力学 / 流体揺らぎ / コア-コロナ描像 / コアーコロナ描像 / 小さい衝突系 / QGPの阻止能 / 輸送係数 / 流体化 / ジェット媒質相互作用 / 高エネルギー原子核衝突 / 理論核物理学 / 物理学 / 原子核物理学
研究成果の概要

宇宙の開闢"ビッグバン"直後、約10マイクロ秒後に存在していた超高温物質「クォークグルーオンプラズマ」の物性を研究する目的で、高エネルギー原子核衝突実験が行われている。この衝突反応は複雑なステージを経るため、そのステージ毎に適切な模型化を行い、反応全体を記述する動的模型を構築することが肝要である。
本研究課題では衝突反応の全体を記述し、クォークグルーオンプラズマ流体の熱揺らぎが測定量に及ぼす影響を明らかにした。また、新たにコア-コロナ描像に基づくイベントジェネレータの構築を行い、陽子同士のような小さい衝突系におけるクォークグルーオンプラズマ流体の生成割合を定量的に明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

当該分野においては、クォークグルーオンプラズマの物性を明らかにすることが大きな目標の一つである。その中で、特にずれ粘性などの輸送係数と密接に関連がある流体揺らぎに着目した解析を行い、初めて実験結果を解釈する上での役割を明らかにした。今後、クォークグルーオンプラズマの物性量を精査していく上で新たなアプローチを示した。また、コア-コロナ描像に基づいた反応の記述したことで、どの程度の割合で対象とするクォークグルーオンプラズマが生成されたかと定量的に導出することが可能になった。このことはより精密にクォークグルーオンプラズマ物性を引き出す上での新たなベースラインとなるアプローチと言える。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 21件、 招待講演 24件)

  • [雑誌論文] Interplay between core and corona components in high-energy nuclear collisions2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuka Kanakubo,Yasuki Tachibana,Tetsufumi Hirano
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 105 号: 2 ページ: 024905-024905

    • DOI

      10.1103/physrevc.105.024905

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified description from small to large colliding systems within dynamical core-corona initialisation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuuka Kanakubo,Yasuki Tachibana,Tetsufumi Hirano
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 1005 ページ: 121937-121937

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2020.121937

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified description of hadron yield ratios from dynamical core-corona initialization2020

    • 著者名/発表者名
      Kanakubo Yuuka、Tachibana Yasuki、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 101 号: 2 ページ: 024912-024912

    • DOI

      10.1103/physrevc.101.024912

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamically Integrated Transport Approach for High-Energy Nuclear Collisions at High Baryon Density2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Murase, Yukinao Akamatsu, Masayuki Asakawa, Tetsufumi Hirano, Masakiyo Kitazawa, Kenji Morita, Yasushi Nara, Chiho Nonaka, Akira Ohnishi
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 26 ページ: 024016-024016

    • DOI

      10.7566/jpscp.26.024016

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapidity Decorrelation from Hydrodynamic Fluctuations and Initial Fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Azumi、Murase Koichi、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 26 ページ: 031022-031022

    • DOI

      10.7566/jpscp.26.031022

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strangeness Enhancement in p + p, p + Pb, and Pb + Pb Collisions at LHC Energies2019

    • 著者名/発表者名
      Kanakubo Yuuka、Okai Michito、Tachibana Yasuki、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 26 ページ: 031021-031021

    • DOI

      10.7566/jpscp.26.031021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrodynamic fluctuations of entropy in one-dimensionally expanding system2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi、Kurita Ryuichi、Murase Koichi
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 984 ページ: 44-67

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2019.01.010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapidity decorrelation from hydrodynamic fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Azumi、Murase Koichi、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 982 ページ: 339-342

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2018.08.012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小さい衝突系における集団的な振る舞い2018

    • 著者名/発表者名
      平野哲文
    • 雑誌名

      原子核研究

      巻: 62-2 ページ: 41-51

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamically integrated transport approach for heavy-ion collisions at high baryon density2018

    • 著者名/発表者名
      Yukinao Akamatsu, Masayuki Asakawa, Tetsufumi Hirano, Masakiyo Kitazawa, Kenji Morita, Koichi Murase, Yasushi Nara, Chiho Nonaka, Akira Ohnishi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: no.2, 024909 号: 2 ページ: 024909-024909

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.024909

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of strange baryons in high-multiplicity proton-proton and proton-nucleus collisions2018

    • 著者名/発表者名
      Kanakubo Yuuka、Okai Michito、Tachibana Yasuki、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018-12 号: 12

    • DOI

      10.1093/ptep/pty129

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New approach to initializing hydrodynamic fields and mini-jet propagation in quark-gluon fluids2017

    • 著者名/発表者名
      Okai Michito、Kawaguchi Koji、Tachibana Yasuki、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 号: 5 ページ: 054914-054914

    • DOI

      10.1103/physrevc.95.054914

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous-hydrodynamic analysis of charge-dependent elliptic flow in heavy-ion collisions2017

    • 著者名/発表者名
      Hongo Masaru、Hirono Yuji、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 775 ページ: 266-270

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.10.028

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamic fluctuations in Pb + Pb collisions at LHC2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai Azumi、Murase Koichi、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 967 ページ: 445-448

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2017.05.010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiplicity fluctuations and collective flow in small colliding systems2017

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Koji、Murase Koichi、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 967 ページ: 357-360

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2017.07.010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of flow observables in small systems using an integrated dynamical model2017

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Koji、Murase Koichi、Hirano Tetsufumi
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 141 ページ: 01009-01009

    • DOI

      10.1051/epjconf/201714101009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interplay between collective expansion and Mach cone2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi、Tachibana Yasuki、Okai Michito
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 141 ページ: 05002-05002

    • DOI

      10.1051/epjconf/201714105002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] デルタマターとバリオン数高次揺らぎ2020

    • 著者名/発表者名
      奈良寧
    • 学会等名
      日本物理学会 第 75 回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hydrodynamics and jets2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Hirano
    • 学会等名
      The space-time structure of jet quenching: theory and experiment
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重イオン衝突の物理概観2019

    • 著者名/発表者名
      平野哲文
    • 学会等名
      チュートリアル研究会 「高エネルギー重イオン衝突の物理:基礎・最先端・課題・展望」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluctuations in hydrodynamic models2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Hirano
    • 学会等名
      New development of hydrodynamics and its applications in Heavy-Ion Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical core-corona initialization and its application to hadron chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Hirano
    • 学会等名
      Symposium on Contemporary QCD Physics and Relativistic Nuclear Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of hydrodynamic fluctuations in high-energy nuclear collisions2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Hirano
    • 学会等名
      Zimanyi School
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ソフト、小さい系から2019

    • 著者名/発表者名
      平野哲文
    • 学会等名
      post Quark Matter 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrodynamic quantum molecular dynamics approach in JAM2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      International Workshop on Partonic and Hadronic Transport Approaches for Rela- tivistic Heavy Ion Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relativistic quantum molecular dynamics with scalar and vector interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      The 36th Heavy Ion cafe ”Dynamics of high energy nuclear collisions” at Sophia University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relativistic molecular dynamics approach for heavy-ion collisions at high baryon region2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      The 17th International Conference on QCD in Extreme Conditions (XQCD2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 流体量子分子動力学 (HyQMD) 模型による集団フローの解析2019

    • 著者名/発表者名
      奈良寧
    • 学会等名
      日本物理学会 第 74 回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Do we understand the dynamics of pp, pA, and AA collisions? Status of theoretical QGP simulations2019

    • 著者名/発表者名
      奈良寧
    • 学会等名
      29-th workshop Heavy Ion Pub
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical modeling of high-energy nuclear collisions: From small to large colliding systems2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      Recent Developments in Quark-Hadron Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Heavy Ions, theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical core-corona initialization in hydro models2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      PROBING THE QUARK-GLUON PLASMA WITH COLLECTIVE PHENOMENA AND HEAVY QUARKS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of nuclear collisions at relativistic energies2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      Hadron structure and interaction in dense matter
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of Nuclear Collisions at Relativistic Energies2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      Nucleus Nucleus Collisions 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical core-corona initialization in high-energy nuclear collisions2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      XXV Cracow EPIPHANY Conference on Advances in Heavy Ion Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated dynamical approach from small to large colliding systems2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      International Workshop on Forward Physics and Forward Calorimeter Upgrade in ALICE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JAM:an event generator for high energy nuclear collisions2018

    • 著者名/発表者名
      Nara Yasushi
    • 学会等名
      20th International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions at Nagoya University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] K/pi ratios from a dynamically integrated transport approach2018

    • 著者名/発表者名
      Nara Yasushi
    • 学会等名
      YITP long-term workshop New Frontiers in QCD 2018 - Confinement, Phase Transition, Hadrons, and Hadron Interactions -
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamically integrated transport model for heavy ion collisions at J-PARC-HI2018

    • 著者名/発表者名
      Nara Yasushi
    • 学会等名
      Experimental and Theoretical Hadron Physics: Recent Exciting Developments
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collectivity in proton-proton, proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      The Fifth Annual Conference on Large Hadron Collider Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical initialization of QGP fluids2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Hirano
    • 学会等名
      Phase of Quantum Chromodynamics (QCD) and Beam Energy Scan Program with Heavy Ion Collisions
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重イオン衝突反応で探る高密度QCD物質2017

    • 著者名/発表者名
      平野哲文
    • 学会等名
      J-PARCエネルギー領域重イオン衝突のダイナミクス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent topics in relativistic heavy ion collisions and QGP2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      Workshop of Recent Developments in QCD and Quantum Field Theories
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギー原子核衝突の物理2017

    • 著者名/発表者名
      平野哲文
    • 学会等名
      ハドロン・原子核物理の理論研究最前線 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of heavy ion collisions at J-PARC energy2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano Tetsufumi
    • 学会等名
      J-PARC-HI Collaboration Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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