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格子QCD数値解析による流体方程式基本定数の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K05442
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大阪大学

研究代表者

北澤 正清  大阪大学, 理学研究科, 助教 (10452418)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード格子ゲージ理論 / エネルギー運動量テンソル / 応力 / クォーク・グルーオン・プラズマ / 状態方程式 / 高エネルギー重イオン衝突実験 / 相対論的流体方程式 / 格子QCD / 相関関数 / 相対論的重イオン衝突実験 / 応力テンソル / 格子QCD / 流体方程式 / 重イオン衝突実験 / 有限温度QCD
研究成果の概要

宇宙に存在する4つの相互作用のうち、クォークやグルーオンの間に働く「強い相互作用」は量子色力学 (QCD)と呼ばれる理論によって記述される。QCDの動力学は、初期宇宙や中性子星内部のような超高温・高密度環境下での相転移現象を記述する上で決定的に重要な役割を担う。
本研究では、これらの相転移を記述する上で欠かせない熱力学量などの物理量をQCDの第一原理数値シミュレーションによって解析する研究を行った。特に、最近開発された勾配流法と呼ばれる手法に基づくエネルギー運動量テンソルの解析により、高温物質や無限に重いクォークが置かれた系の精密解析を行い、これらの系に関する全く新しい情報を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、QCDの第一原理数値シミュレーション上でのエネルギー運動量テンソルの直接測定に関する研究が大きく進んだ。これまでの成果で、熱力学量やゆらぎ、非一様圧力、静的クォーク系での応力構造などの測定が実現し、QCDの有限温度相転移や静的クォーク系に関する理解が進んだ。また、本研究によってこれらの測定技術が確立したことにより、これらの技術を用いてハドロン構造を精密解析する将来研究への展望が開けた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 7件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 24件、 招待講演 28件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Cape Town University(南アフリカ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Central China Normal University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Critical fluctuations in a dynamically expanding heavy-ion collision2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa, G. Pihan, N. Touroux, M. Bluhm, M. Nahrgang
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 1005 ページ: 121797-121797

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2020.121797

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Latent heat and pressure gap at the first-order deconfining phase transition of SU(3) Yang?Mills theory using the small flow-time expansion method2020

    • 著者名/発表者名
      WHOT-QCD Collaboration、Shirogane Mizuki、Ejiri Shinji、Iwami Ryo、Kanaya Kazuyuki、Kitazawa Masakiyo、Suzuki Hiroshi、Taniguchi Yusuke、Umeda Takashi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 1 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa184

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of energy-momentum tensor around a static quark in the deconfined phase of SU(3) Yang-Mills theory2020

    • 著者名/発表者名
      R. Yanagihara, M. Kitazawa, M. Asakawa, and T. Hatsuda
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 11 ページ: 114522-114522

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.114522

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pileup corrections on higher-order cumulants2020

    • 著者名/発表者名
      Nonaka Toshihiro、Kitazawa Masakiyo、Esumi ShinIchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 984 ページ: 164632-164632

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164632

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nf=2+1 QCD thermodynamics with gradient flow using two-loop matching coefficients2020

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Yusuke、Ejiri Shinji、Kanaya Kazuyuki、Kitazawa Masakiyo、Suzuki Hiroshi、Umeda Takashi、WHOT-QCD Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 1 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.014510

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of critical fluctuations: Theory - phenomenology - heavy-ion collisions2020

    • 著者名/発表者名
      Bluhm Marcus、Kitazawa Masakiyo、他
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 1003 ページ: 122016-122016

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2020.122016

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Classifying topological charge in SU(3) Yang-Mills theory with machine learning2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Takuya、Kitazawa Masakiyo、Kohno Yasuhiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa138

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] End point of the first-order phase transition of QCD in the heavy quark region by reweighting from quenched QCD2020

    • 著者名/発表者名
      S. Ejiri, S. Itagaki, R. Iwami, K. Kanaya, M. Kitazawa, A. Kiyohara, M. Shirogane, T. Umeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 101 号: 5 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.054505

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Issues with Search for Critical Point in QCD with Relativistic Heavy Ion Collisions2020

    • 著者名/発表者名
      M. Asakawa, B. Muller, M. Kitazawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 101 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevc.101.034913

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A study of stress-tensor distribution around the flux tube in the Abelian--Higgs model2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yanagihara, M. Kitazawa
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2019 号: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz093

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anisotropic pressure induced by finite-size effects in SU(3) Yang-Mills theory2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa, S. Mogliacci, I. Kolb?, W.A. Horowitz
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 99 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.094507

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermodynamics in quenched QCD: energy?momentum tensor with two-loop order coefficients in the gradient-flow formalism2019

    • 著者名/発表者名
      Iritani Takumi、Kitazawa Masakiyo、Suzuki Hiroshi、Takaura Hiromasa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of stress tensor around static quark-anti-quark from Yang-Mills gradient flow2019

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara Ryosuke、Iritani Takumi、Kitazawa Masakiyo、Asakawa Masayuki、Hatsuda Tetsuo
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 789 ページ: 210-214

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.09.067

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A general procedure for detector-response correction of higher order cumulants2018

    • 著者名/発表者名
      Nonaka Toshihiro、Kitazawa Masakiyo、Esumi ShinIchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 906 ページ: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.08.013

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photon production spectrum above Tc with a lattice quark propagator2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Taekwang、Asakawa Masayuki、Kitazawa Masakiyo
    • 雑誌名

      Progress of theoretical and experimental physics

      巻: 2018 号: 1

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx177

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Correlations of the energy-momentum tensor via gradient flow in SU(3) Yang-Mills theory at finite temperature2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa, T. Iritani, M. Asakawa, T. Hatsuda
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.111502

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties and uses of factorial cumulants in relativistic heavy-ion collisions2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa, X. Luo
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 96 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevc.96.024910

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring N_f=2+1 QCD thermodynamics from gradient flow2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Taniguch, Shinji Ejiri, Ryo Iwami, Kazuyuki Kanaya, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Takashi Umeda, and Naoki Wakabayashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 96, 014509 号: 1 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014509

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] More efficient formulas for efficiency correction of cumulants and effect of using averaged efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nonaka, M. Kitazawa, S. Esumi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevc.95.064912

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Energy-momentum tensor in static-quark systems2021

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      Proton Mass Workshop: Origin and Perspective ( 2021/01/14 - 2021/01/16, Argonne National Laboratory (online), USA )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Search for phase structure of QCD by relativistic heavy ion collisions2020

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      Prospects on particle and nuclear physics, and related subjects ( 2020/11/30, Osaka University (online), Osaka, Japan )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy-momentum tensor on the lattice2020

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      Extreme Nonequilibrium QCD (ONLINE) ( 2020/10/05 - 2020/10/09, online, India )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重イオン衝突実験におけるゆらぎを用いたQCD相転移探索2020

    • 著者名/発表者名
      北沢正清
    • 学会等名
      日本物理学会2020年度秋季大会 ( 2020/09/14 - 2020/09/17, オンライン )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diffusion Dynamics of Fluctuations of Conserved Charges2020

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      On-line seminar series on “RHIC Beam Energy Scan: Theory and Experiment” ( 2020/08/04 - 2020/10/20, online )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anisotropic pressure induced by finite-size effects at nonzero temperature in SU(3) Yang-Mills theory2020

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa, Yasuhiro Kohno, Takuya Matsumoto
    • 学会等名
      Asia-Pacific Symposium for Lattice Field Theory (APLAT 2020) ( 2020/08/04 - 2020/08/07, online )
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重イオン衝突実験におけるゆらぎを用いたQCD相転移探索2020

    • 著者名/発表者名
      北澤正清
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会 ( 2020/03/16 - 2020/03/19, 名古屋大学, 名古屋 )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological charge on the lattice studied by neural network2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      RCNP Theory Grop Seminar ( 2019/12/02, 大阪大学吹田キャンパスRCNP, 大阪 )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Critical fluctuations and their evolution, and cumulants2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      Workshop on QCD in the Nonperturbative Regime ( 2019/11/18 - 2019/11/20, TIFR, Mumbai, India )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stress-energy-momentum tensor on the lattice2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      the SUBATECH Seminar at IMT Atlantique ( 2019/09/25, SUBATECH, IMT Atlantique, Nantes, France )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice QCD and QGP2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      HaPhy-CENuM joint workshop: “The Future of lattice studies in Korea” ( 2019/09/06 - 2019/09/07, Pukyong National University, Busan, Korea )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高密度物質の相構造・ゆらぎ2019

    • 著者名/発表者名
      北澤正清
    • 学会等名
      理研シンポジウム・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」 ( 2019/08/19 - 2019/08/21, 理研, 和光 )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study of QGP and phase transitions in RHIC2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      2019 ANPhA Symposium “High-energy heavy ion studies in Asia/Pacificand world in coming 10 year” ( 2019/06/28 - 2019/06/29, seogwipo KAL Hotel, Jeju, Korea )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluctuations in dense baryonic medium2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      拡大 Heavy Ion Cafe ( 2019/06/22 - 2019/06/23, 上智大学, 東京 )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stress tensor on the lattice: multi- & single-quark systems, Casimir Effect, and etc.2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      YITP molecule workshop “Frontiers in Lattice QCD and related topics ( 2019/04/15 - 2019/04/26, 京都大学基礎物理学研究所, 京都 )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical fluctuations in HIC: Theory overview2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      the EMMI Rapid Reaction Task Force “Dynamics of critical fluctuations: theory - phenomenology - HIC” ( 2019/04/08 - 2019/04/12, GSI, Dramstadt, Germany )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Equilibration of higher cumulants2019

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      the EMMI workshop "Probing the Phase Structure of Strongly Interacting Matter: Theory and Experiment"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring extremely dense medium in heavy-ion collisions2018

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      13th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stress-tensor distribution around static quarks2018

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      MIAPP programme "Interface of Effective Field Theories and Lattice Gauge Theory"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] QCD phase structure and future heavy-ion programs2018

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      KPS-JPS joint meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy-momentum tensor on the lattice via gradient flow2018

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      the workshop "High Performance Computing In High Energy Physics"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring non-Abelian gauge theory with energy-momentum tensor2018

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      XIII Quark Confinement and Hadron Spectroscopy (Confinement2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolution of Critical Fluctuations / Non-binomial Efficiency Correction2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      the GSI workshop ``Constraining the QCD Phase Boundary with Data from Heavy Ion Collisions'' (at GSI, Darmstadt, Germany, Feb. 12-14, 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Search for QCD Critical Point at J-PARC Heavy-Ion Program2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      Reimei Workshop 2017 ``Hadronic Resonances and Dense Nuclear Matter'' (at IQBRC, Tokai, Japan, Dec. 11-14, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the efficiency correction for non-binomial efficiency loss2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      QGP/CEP research with Fluctuation (at TCHoU, Tsukuba University, Tsukuba, Japan, Dec. 11-12, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice study of energy-momentum tensor with gradient flow; thermodynamics, correlations, and stress2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      Workshop of recent developments in QCD and quantum field theories (at National Taiwan University, Taipei, Taiwan, Nov. 9-12, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical Enhancement and Diffusion of Non-Gaussian Fluctuations2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      International EMMI Workshop on critical fluctuations near the QCD phase boundary in relativistic nuclear collisions (at CCNU, Wuhan, China, Oct. 10-13, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC Heavy-Ion Program and Search of the QCD Critical Point2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      Compact Stars in the QCD Phase Diagram VI (at JINR, Dubna, Russia, Sep. 26-29, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-Gaussian Fluctuations in Relativistic Heavy-Ion Collisions2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kitazawa
    • 学会等名
      The NA61-Theory virtual meetings (on Internet, Apr. 27, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Masakiyo Kitazawa / 北沢正清

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~masakiyo.kitazawa/physics.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Masakiyo Kitazawa

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~masakiyo.kitazawa/physics.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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