| 研究課題/領域番号 |
22K14045
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
田屋 英俊 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 基礎科学特別研究員 (30807970)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 強い場の物理 / Schwinger機構 / 非摂動効果 / 非平衡過程 / 量子電磁力学 / Schwinger効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強い電磁場中の物理過程は、理論・実験ともに十分な理解がない標準理論の未開拓問題である。電磁場が強いと場の強さが結合定数の小ささを補うことで、電磁場は系を構成する素粒子と非摂動的に相互作用する。強い電磁場中ではこの非摂動相互作用のため、電磁場が弱いときの物理過程と劇的に異なる物理過程が起こる。本研究の目的は、強い電磁場中の散乱・放射の素過程を理論的に定式化し、さまざまな極限状況における強い電磁場の非線形物理過程の現象論的役割および実験的シグナルを明らかにすることである。
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| 研究実績の概要 |
強い電磁場を系に印加すると系は非線形な応答を見せる。強い電磁場中の非線形物理過程は、理論・実験ともに理解がない未開の領域であり基礎的な重要性がある。また、さまざまな極限状況で強い電磁場が現実に生成され、それに伴う非線形物理過程が重要な現象論的役割を果たすと考えられている。さらに、近年の実験的技術の進歩によって、強い電磁場の非線形物理過程を実験室でつぶさに調べる準備が整ってきている。
本研究の目的は、強い電磁場中での非線形物理過程の解明の第一歩として、強い電磁場中の散乱・放射の素過程の定式化を完成させ、その物理的な帰結を明らかにすることである。今年度は、昨年度までに構築した不安定真空中の散乱理論や半古典近似の解析手法を実際の物理現象に適用した。特に強電場中の光子の複屈折過程の解析に応用し、強電磁場中の非自明な真空構造を反映した特異なスペクトル構造が現れることを明らかにした。得られた結果は現在論文を準備中である。また、強い電磁場の物理の文脈で構築した定式化を他の類似の物理現象・状況へ応用する研究も実行した。特に初期過程の再熱化過程において非摂動効果によって新しい粒子生成チャンネルが可能になることを示した。また、広い意味での強い場の物理の研究の一環として、強い渦渡場が印加された系の長波長有効理論を構築し、強い渦渡場の効果によって新しい輸送現象が可能になることを示した。以上に加えて、近年10年の分野の進展をまとめた長編レビュー論文を国際共同研究のもとで出版した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していたように、基礎的な定式化が初年度でおおむね完成し、今年度はそれを応用する研究が比較的順調に実行できた。したがって、研究はおおむね順調に進展しているものと判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度までの研究は素過程の解析の範疇に収まっている。より高次の多重散乱やバックリアクションの効果まで適切に取り込んだ非平衡シミュレーションコードを実装し、その物理的帰結を調べる。
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