| 研究課題/領域番号 |
21H01084
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 京都大学 (2023-2024)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2021-2022) |
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研究代表者 |
日高 義将 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (00425604)
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| 研究分担者 |
早田 智也 慶應義塾大学, 医学部(日吉), 准教授 (50762655)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 量子色力学 / ハミルトニアン形式 / 有限温度，有限密度 / 非平衡系 / ゲージ理論 / QCD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極限状態におけるハドロン多体系の物理における２つの未解決問題: ハドロンの非平衡ダイナミクス及び，高密度ハドロン物質の相構造の理解の問題の定性的理解を目指す．これらの状態の理解は宇宙初期の時間発展，高エネルギー重イオン衝突の物理や中性子星の内部がどのような状態になりどのような状態方程式が実現されるかを理解する上で重要になる．格子上のハミルトニアン形式を用いて，その実時間発展や高密度状態を数値シミュレーションすることで，どのようにハドロンが熱平衡状態にいたるか，高密度ハドロンの相構造はどのようになるか明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
従来のモンテカルロ法では解析が困難だった，宇宙初期のクォーク・グルーオンプラズマから陽子・中性子が生成される過程や，中性子星のような超高密度天体の内部状態を解明するため，ハミルトニアン形式に基づく新手法を開発し，以下の成果を得た．
小規模格子での実時間シミュレーションにより，熱化がボルツマン時間という短時間で生じることを発見．量子群を用いてゲージ理論を再定式化し，モンテカルロ結果と比較して手法の有効性を検証．(1+1)次元有限密度系を密度関数繰り込み群で解析し，状態方程式や相図を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本手法はモンテカルロ法が直面する「符号問題」の困難を回避し，非平衡・高密度系における強い相互作用を量子色力学の第一原理から解析する新たな道を開いた．
また，今後発展すると期待される量子コンピュータを用いることで，大規模計算が可能になり，宇宙初期のクォークグルーオンプラズマや中性子星の内部状態の解明に大きく寄与すると期待される．
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