格子量子色力学を使った中性子星内物質の研究

• 研究課題/領域番号: 26400279
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 河野 宏明 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80234706)
• 連携研究者: 八尋 正信 九州大学, 理学研究科, 教授 (40300537) ; 中村 純 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (30130876)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 格子量子色力学 / 中性子星 / バリオン数 / アイソスピン / 虚数化学ポテンシャル / 現象論模型

研究成果の概要

クォーク物質は、中性子星などの高密度天体などにおいて存在あるいは存在したと考えられる。理論的には、クォーク物質の研究は、格子量子色力学(LQCD)という計算機上の離散的４次元時空（格子）上のシミュレーションで解析される。粒子と反粒子のアンバランスがない場合については、LQCDによる計算方法がほぼ確立している。しかし、アンバランスが大きい場合は、符号問題と呼ばれる問題のために、信頼できる計算はほとんどない。この研究では、現実の物理的状況に対応しないが理論的に計算可能である実数アイソピン密度と虚数クォーク数密度がある場合の計算を実行し、そこから現実の中性子星の情報を引き出す試みを行った。

研究成果

• [雑誌論文] Interplay between sign problem and Z3 symmetry in three-dimensional Potts models (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Hirakida, Hiroaki Kouno, Junichi Takahashi, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 94 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.014011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of hadron-quark phase transition line from lattice QCD and two-solar-mass neutron star observations (2016)
  • 著者名/発表者名: Junpei Sugano, Hiroaki Kouno, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 94 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.014024
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Equation of state and transition temperatures in the quark-hadron hybrid model (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Miyahara, Yuhei Torigoe, Hiroaki Kouno, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 94 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.016003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of U(1)A restoration from pion and a0-meson screening masses: Toward the chiral regime (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ishii, Koji Yonemura, Junichi Takahashi, Hiroaki Kouno, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys.Rev. D 巻: 93 号: 1 ページ: 016002-016002
  • DOI: 10.1103/physrevd.93.016002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phase structure of two-color QCD at real and imaginary chemical potentials; lattice simulations and model analyses (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Makiyama (Saga U., Japan), Yuji Sakai (Wako, RIKEN), Takuya Saito (Kochi U.), Masahiro Ishii, Junichi Takahashi (Kyushu U.), Kouji Kashiwa (Kyoto U., Yukawa Inst., Kyoto), Hiroaki Kouno (Saga U., Japan), Atsushi Nakamura (Hiroshima U., RIISE), Masanobu Yahiro (Kyushu U.)
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 93 号: 1 ページ: 014505-014505
  • DOI: 10.1103/physrevd.93.014505
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understanding of QCD at high density from Z3-symmetric QCD-like theory (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kouno, Kouji Kashiwa, Junichi Takahashi, Tatsuhiro Misumi, Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Phys.Rev.D 巻: 93 号: 5 ページ: 056009-056009
  • DOI: 10.1103/physrevd.93.056009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quark number densities at imaginary chemical potential in Nf=2 lattice QCD with Wilson fermions and its model analyses (2015)
  • 著者名/発表者名: Junichi Takahashi, Hiroaki Kouno, and Masanobu Yahiro
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 91 号: 1 ページ: 014501-014501
  • DOI: 10.1103/physrevd.91.014501
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of the strength of the vector-type four-quark interaction in the entanglement Polyakov-loop extended Nambu―Jona-Lasinio model (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Sugano, J. Takahashi, M. Ishii, H. Kouno, and M. Yahiro
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 90 号: 3 ページ: 037901-037901
  • DOI: 10.1103/physrevd.90.037901
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 格子量子色力学を使った高密度物質の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明
  • 学会等名: 平成２８年度 公募型利用制度成果報告会
  • 発表場所: 大阪大学サイバーメディアセンター
  • 招待講演
• [学会発表] 虚数クォーク数化学ポテンシャルと実数アイソピン化学ポテンシャルが存在する場合の格子ＱＣＤ計算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明
  • 学会等名: 平成２８年度 SX-ACE@RCNP成果報告・進捗状況報告会
  • 発表場所: 大阪大学核物理研究センター
• [学会発表] 格子QCDを用いた非対称有限密度物質の研究III (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明，高橋純一，石井優大，管野淳平，宮原昌久，八尋正信，中村純
  • 学会等名: 日本物理学会２０１６年秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学
• [学会発表] 格子QCDを使った中性子星内物質の探究II (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明，高橋純一，石井優大，管野淳平，宮原昌久，八尋正信，中村純
  • 学会等名: 第１２２回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡大学
• [学会発表] 格子ＱＣＤを用いた非対称有限密度物質の研究II (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明，高橋純一，石井優大，管野淳平，宮原昌久，八尋正信，中村純
  • 学会等名: 日本物理学会２０１５年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 格子ＱＣＤを用いた非対称有限密度物質の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明，高橋純一，石井優大，管野淳平，米村浩司，宮原昌久，八尋正信，中村純
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 格子QCDを使った中性子星内物質の探究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明，高橋純一，米村浩司，石井優大，管野淳平，八尋正信，中村純
  • 学会等名: 第120回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 崇城大学
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] 実数アイソスピン数密度化学ポテンシャルかつ虚数バリオン数密度化学ポンテシャル領域における格子ＱＣＤ計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野宏明, 高橋純一，石井優大，管野淳平，米村浩司, 八尋正信，中村純
  • 学会等名: 日本物理学会２０１４年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-20