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トポロジカル相転移に基づくクォークの閉じ込め・ 非閉じ込め相転移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03618
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関福岡工業大学

研究代表者

柏 浩司  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (50612123)

研究分担者 土居 孝寛  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50804910)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード閉じ込め・非閉じ込め相転移 / 有限密度量子色力学 / 虚数化学ポテンシャル
研究成果の概要

有限温度・密度における量子色力学(QCD)の閉じ込め・非閉じ込め・相転移について、トポロジカルな観点から研究を行った。具体的には、トポロジカル秩序の観点から有限温度QCDの性質を調べることを目指した。当初目的としていたトポロジカル秩序の有限温度への適用法の一つである Uhlmann 位相の計算の成功には至らなかったが、純虚数化学ポテンシャルを利用したカノニカル・アンサンブルからの解析やパーシシテント・ホモロジーを用いた解析に成功した。これらの手法も理論のトポロジカルな性質を利用しており本研究の重要な成果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は量子色力学が有限温度・密度で示す閉じ込め・非閉じ込め相転移を、トポロジカルな観点から解明することを目指した研究である。閉じ込め・非閉じ込め相転移は、初期宇宙や中性子星の内部、近年の重イオン加速器実験等で実現される高エネルギー状態下で起こると期待される相転移であり、その理解は非常に重要である。本研究では、これまでに検討されてこなかった、虚数化学ポテンシャルやパーシシテント・ホモロジーを通じて理論のトポロジカルな観点に着目して解析を行い、相転移の性質の解明に迫った。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Information theoretical view of QCD effective model with heavy quarks2021

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

      Physical Review D

      巻: 103 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.014014

    • 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] Persistent homology analysis of deconfinement transition in effective Polyakov-line model2020

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

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 35 号: 10 ページ: 2050049-2050049

    • DOI

      10.1142/s0217751x20500499

    • 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] Extension to imaginary chemical potential in a holographic model2020

    • 著者名/発表者名
      Ghoroku Kazuo、Kashiwa Kouji、Nakano Yoshimasa、Tachibana Motoi、Toyoda Fumihiko
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.046003

    • 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] Path optimization for U(1) gauge theory with complexified parameters2020

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji、Mori Yuto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.054519

    • 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] 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Path optimization in 0+1D QCD at finite density2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Kouji Kashiwa, Akira Ohnishi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 11

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz111

    • 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] Phase transition encoded in neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji、Kikuchi Yuta、Tomiya Akio
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz082

    • 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] Application of the path optimization method to the sign problem in an effective model of QCD with a repulsive vector-type interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji、Mori Yuto、Ohnishi Akira
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 11 ページ: 114005-114005

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.114005

    • NAID

      120006778265

    • 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] Color superconductivity in a holographic model2019

    • 著者名/発表者名
      Ghoroku Kazuo、Kashiwa Kouji、Nakano Yoshimasa、Tachibana Motoi、Toyoda Fumihiko
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 106011-106011

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.106011

    • 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] Imaginary Chemical Potential, NJL-Type Model and Confinement?Deconfinement Transition2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 11 号: 4 ページ: 562-562

    • DOI

      10.3390/sym11040562

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the model sign problem via the path optimization method: Monte?Carlo approach to a QCD effective model with Polyakov loop2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Kouji、Mori Yuto、Ohnishi Akira
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.014033

    • 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
  • [学会発表] Exploring the QCD phase diagram with holographic models2020

    • 著者名/発表者名
      Kouji Kashiwa
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2020
    • 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] カノニカル法における Polyakov-loop paradox の研究2019

    • 著者名/発表者名
      柏浩司、河野宏明
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Uhlmann位相を利用した非閉じ込め相転移の研究2019

    • 著者名/発表者名
      柏浩司、土居孝寛
    • 学会等名
      第125回日本物理学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward solving the sign problem in dense QCD matter via the path optimization method2019

    • 著者名/発表者名
      柏浩司、森勇登、大西明
    • 学会等名
      Quarks and Compact Stars (QCS 2019)
    • 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] Toward solving the sign problem in dense QCD matter with the machine learning technique2019

    • 著者名/発表者名
      柏浩司
    • 学会等名
      The 16th Yonsei-Saga partnership program 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] QCD相構造研究における機械学習の利用2019

    • 著者名/発表者名
      柏浩司
    • 学会等名
      日本物理学会四国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dirac-mode expansion for quark-number holonomy in lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      土居 孝寛
    • 学会等名
      Quark Matter 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward solving the sign problem with machine learning2018

    • 著者名/発表者名
      柏 浩司
    • 学会等名
      Deep Learning and physics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカルな観点からの非閉じ込め相転移の研究2018

    • 著者名/発表者名
      柏 浩司
    • 学会等名
      日本物理学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 経路最適化法を用いたQCD有効模型における符号問題の研究2018

    • 著者名/発表者名
      柏 浩司
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 物理学者,機械学習を使う2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 幸士、大槻 東巳、真野 智裕、斎藤 弘樹、藤田 浩之、安藤 康伸、永井 佑紀、青木 健一、藤田 達大、小林 玉青、大関 真之、久良 尚任、福嶋 健二、村瀬 功一、船井 正太郎、柏 浩司、富谷 昭夫
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254131291
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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