| 研究課題/領域番号 |
23K25870
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| 補助金の研究課題番号 |
23H01174 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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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 |
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研究代表者 |
赤松 幸尚 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (30616363)
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| 研究分担者 |
本郷 優 新潟大学, 自然科学系, 助教 (10779656)
遠藤 晋平 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30824453)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 量子開放系 / 冷却原子気体 / ポーラロン / クォーク・グルーオン・プラズマ / 複素ポテンシャル / QCD臨界点 / 重クォーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、Quark-Gluon Plasma(QGP)中の重クォークや冷却原子気体中のポーラロンといった、不純物粒子の量子ダイナミクスを研究する。少数の不純物粒子のダイナミクスを特徴づける物理量が、どのように物質相の性質によって普遍的に決定されるか?また、多数の不純物粒子がある場合に、少数系の場合と質的に異なる集団的な振る舞いや粒子相関はあるか? これらの問いはQGP中の重クォークの物理に動機付けられているが、冷却原子気体においても共有される問いである。そこで、冷却原子気体では理論解析を行うのみならず、その高い制御性を生かして実験系の提案も目指す。
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| 研究実績の概要 |
冷却原子気体中の不純物であるポーラロンは量子開放系の典型的な例である。クォーク・グルーオン・プラズマ中の重クォークも量子開放系として取り扱われてきたが、本研究課題ではこれを冷却原子気体に応用し、ポーラロンのダイナミクス、特に少数のポーラロンの相互作用を中心に開拓する。
本年度は超流動相転移の臨界温度付近のポーラロンのダイナミクスを研究した。ポーラロン間ポテンシャルを臨界ダイナミクスのモデルFを用いて計算し、長距離でのポテンシャル虚部の冪則は、相関長との大小関係によって異なることを見出した。長距離では流体力学による記述を支持し、相関長よりも短い距離では臨界スケーリングに従う。ポテンシャル実部でも同様の解析を行なった。
また、QCD臨界点からの光子の放射スペクトルについても解析した。動的臨界現象の有効理論であるモデルHを用いて計算し、輸送係数に依存するような非平衡的なスケーリング則を発見した。しかし、光子の放射は通常のモデルHで考えている状況と異なり、振動数が波数に比例するような短い時間スケールの現象である。そのため、音波モードの寄与の有効性を慎重に判断しなければならない。揺らぎのループ効果を計算した結果、音波は臨界点付近の特異性には寄与しないことがわかった。
さらに、量子開放系の新しい応用先として、Hanbury Brown-Twiss(HBT)相関における媒質効果も計算した。HBT相関は物体の大きさや存在時間を測る手法であるが、媒質効果により軌道が幅を持つことから、実際よりも大きく測定されることがわかった。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
いくつかの結果を得たが、複数のプロジェクトが重なり論文の執筆に時間がかかっているため、やや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
超流動相転移におけるポーラロンのスペクトル関数の計算を行い、ポーラロン間ポテンシャルの計算と合わせて論文にする。また、QCD臨界点からの光子スペクトル、及び、HBT相関における媒質効果についての論文を早急に出版する。
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