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Z3対称性に着目した有限密度での格子量子色力学の計算

研究課題

研究課題/領域番号 17K05446
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
研究機関佐賀大学

研究代表者

河野 宏明  佐賀大学, 理工学部, 教授 (80234706)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード量子色力学 / 格子シミュレーション / 有限温度 / 有限化学ポテンシャル / Z3対称性 / 符号問題 / 格子量子色力学 / 有限密度 / 虚数化学ポテンシャル / 理論核物理 / 素粒子論 / 実験核物理 / 素粒子実験 / 理論天文学
研究成果の概要

この研究では、有限化学ポテンシャルにおいて、Z3対称な量子色力学(QCD)の格子シミュレーションを行った。クォーク間に働く強い相互作用の基本理論である量子色力学の非摂動的な計算方法として、計算機上に設定した離散的な格子空間でシミュレーションを行う方法が発展している。零温度や有限温度では格子QCDで成功をおさめている。しかし、有限密度の状況では、格子QCDは符号問題という難問のためにうまく計算できない。一方、Z3対称性があれば、符号問題は軽減されることが予測されている。この研究では、Z3対称なQCDにおいて位相クエンチ近似において有限化学ポテンシャルでの計算を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

格子QCDの計算は有限のクォーク化学ポテンシャルの状況においては符号問題と呼ばれる問題のためにうまく計算できていない。一方、通常のQCDにないZ3対称性があるようなQCDを考えると、符号問題が軽減されることがQCDの有効模型などから予測されている。そのようなZ3対称性があるQCDは零温度では通常のQCDに一致するので、低温におけるZ3対称なQCDの格子計算をする事で、原子核や中性子星などの零温度近傍のQCD物理を解明する事ができる。この研究では、位相クエンチ近似のもとであるが、Z3対称なQCDの格子シミュレーションを行う事に成功した。これは、世界でも初めての計算であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Extrapolation for meson screening masses from imaginary to real chemical potential2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ishii, Akihisa Miyahara, Hiroaki Kouno, Masanobu Yahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 11 ページ: 114010-114010

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.114010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roberge-Weiss periodicity, canonical sector, and modified Polyakov loop2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji、Kouno Hiroaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 9 ページ: 094023-094023

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.094023

    • 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] Z3-symmetric lattice QCD simulations at finite chemical potential2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kouno
    • 雑誌名

      佐賀大学理工学部集報

      巻: 48 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamics for pure SU(2) gauge theory using gradient flow2019

    • 著者名/発表者名
      Hirakida T、Itou E、Kouno H
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 3 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz003

    • 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] Thermodynamics for SU(2) pure gauge theory using gradient flow2018

    • 著者名/発表者名
      Hirakida T、Itou E、Kouno H
    • 雑誌名

      Proceeding of The 36th Annual International Symposium on Lattice Field Theory-LATTICE2018

      巻: 2018 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of 2+1 flavor QCD in the imaginary chemical potential region: A model approach2017

    • 著者名/発表者名
      Junpei Sugano, Hiraoki Kouno, Masanobu Yahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014028

    • 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] Sign problem in a Z3-symmetric effective Polyakov-line model2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Hirakida, Junpei Sugano, Hiroaki Kouno, Junichi Takahashi, Masanobu Yahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.074031

    • 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] Crossover-model approach to QCD phase diagram, equation of state and susceptibilities in the 2+1 and 2+1+1 flavor systems2017

    • 著者名/発表者名
      Miyahara Akihisa, Ishii Masahiro, Kouno Hiroaki, Yahiro Masanobu
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 32 号: 36 ページ: 1750205-1750205

    • DOI

      10.1142/s0217751x17502050

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有限密度におけるのZ3-QCDの格子計算2019

    • 著者名/発表者名
      開田丈寛、河野宏明、高橋純一、八尋正信
    • 学会等名
      日本物理学2019年秋季大会 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] QCD転移を記述する有効模型2019

    • 著者名/発表者名
      永良訓人、河野宏明
    • 学会等名
      第125回日本物理学会九州支部例会 佐賀大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Z3対称な量子色力学における格子シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      河野宏明
    • 学会等名
      平成30年度公募型利用制度成果報告会、大阪大学サイバーメディアセンター
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Z3対称性と格子QCD計算2019

    • 著者名/発表者名
      河野宏明、開田丈寛、管野淳平
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会、九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 純SU(3)ゲージにおけるpersistent homology解析2019

    • 著者名/発表者名
      開田丈寛、大野晃、管野淳平、高橋純一、柏浩司、河野宏明、八尋正信
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会、九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Z3対称性のある格子QCD計算と現象論模型2018

    • 著者名/発表者名
      河野宏明、開田丈寛、管野淳平
    • 学会等名
      第124回日本物理学会九州支部例会、大分大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Persistent homologyを用いた閉じ込め相と非閉じ込め相の解析2018

    • 著者名/発表者名
      開田丈寛、柏浩司、河野宏明、管野淳平、高橋純一、八尋正信
    • 学会等名
      第124回日本物理学会九州支部例会、大分大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 純ゲージ理論におけるPolyakov loopのパーシステントホモロジー解析2018

    • 著者名/発表者名
      大野晃、開田丈寛、管野淳平、柏浩司、河野宏明
    • 学会等名
      第124回日本物理学会九州支部例会、大分大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 虚は実なり-虚数化学ポテンシャルの世界-2018

    • 著者名/発表者名
      河野宏明
    • 学会等名
      研究会「これまでの原子核物理学の潮流と今後の展望」、九州大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 中心対称性と符号問題2017

    • 著者名/発表者名
      河野宏明
    • 学会等名
      Kyoto Meeting 2017 summer、京都大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective Polyakov-line modelにおける符号問題2017

    • 著者名/発表者名
      開田丈寛、管野淳平、河野宏明,高橋純一、八尋正信
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会、宇都宮大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダムウォーク理論を使った符号問題の解析2017

    • 著者名/発表者名
      河野宏明, 開田丈寛, 管野淳平, 高橋純一, 八尋正信
    • 学会等名
      第123回日本物理学会九州支部例会,鹿児島大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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