| 研究課題/領域番号 |
20K03948
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 大阪大学 (2021-2023)
京都大学 (2020) |
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研究代表者 |
服部 恒一 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (10730252)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 強磁場 / 近藤効果 / ディラック粒子 / カイラル対称性 / クォーク・グルーオンプラズマ / QCD相図 / 量子相転移 / 不純物 / カイラル対称 / 磁気流体力学 / 輸送現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相対論的重イオン衝突では、強磁場中におけるクォーク・グルーオンプラズマの物理が既に大きな潮流になっている。本研究では強磁場中のクォーク・グルーオンの輸送理論を確立することを目的として、相対論的磁気流体力学に現れる輸送係数の理論計算を遂行する。重いクォークも少数の不純物として含まれているため、物性系で良く知られた不純物効果である「近藤効果」も現れることが期待される。特に、不純物側に注目した媒質中の重クォークの拡散現象と、逆に媒質側に注目した不純物を含む磁気流体力学を統合的に理解し、有限密度系と強磁場系の密接な類似性から予言される新たな輸送現象「磁場近藤効果」を探求する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、カイラル凝縮と近藤凝縮の競合効果に焦点を当てて、強磁場下でのディラック方程式に従うフェルミオン系の相構造を解析した。競合効果によって新たな層構造が現れる。弱磁場中の真空ではカイラル凝縮が優勢であり、強磁場では近藤凝縮が優勢になる新しい量子臨界点の存在を示唆した。また、臨界磁場を超えるとカイラル凝縮が一定値に飽和すること、近藤凝縮が消失する臨界温度の上側においてカイラル凝縮が特異な増加を示すことを競合現象のシグナルとして提案した。臨界磁場の解析的な表式を与えた。これらの成果は、多層グラフェンや格子QCDシミュレーションでの検証の可能性を示唆している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究成果の意義は、強磁場下でのディラックフェルミオン系におけるカイラル凝縮と近藤凝縮の競合効果を明らかにし、新たな量子臨界点の存在を示唆した点にある。従来の研究では、これらの効果が個別に研究されていたが、本研究ではその競合に初めて着目し、相構造を詳細に解析した。近年の物性実験ではディラック方程式に従う準粒子が多く発見されているため、量子色力学で記述されるクォーク物質から物性分野に跨る強相関系の新たな方向性を示唆している。特に、カイラル凝縮が強磁場で一定値に飽和する現象や、特異な増加を示すことを競合のシグナルとして提案し、多層グラフェンでの実験的実現の可能性を議論した。
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