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クォークグルーオンプラズマ中における軽重クォーククラスター生成とその実験的帰結

公募研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 21H00124
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

浅川 正之  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50283453)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード軽重クォーク対 / チャームクォーク / QCD臨界点 / カイラル対称性 / 動的臨界現象 / モデルH / クラスター / 量子開放系 / 量子的相関 / 臨界点 / 相転移 / クォークグルーオンプラズマ / 重クォーク対 / 散逸 / QCD / 量子色力学 / 高エネルギー原子核衝突 / 重クォーク
研究開始時の研究の概要

本研究では、強結合状態であるクォークグルーオンプラズマ中にクラスター的相関が存在する可能性を、高エネルギー原子核実験における(反)チャームクォーク、(反)ボトムクォークという重いクォークの流れに注目することにより検証することを提案し、理論的に考究する。

研究実績の概要

量子色力学(QCD)の温度・バリオン数密度を変数とした相図上には、一次相転移が消失する臨界点が存在すると考えられている。この臨界点の探索を目的として、RHICにおいてはBEC、BEC II実験が行われ、さらに低エネルギー原子核衝突が世界の各所で計画されている。この臨界点の探索のためのプローブは様々なものが提案されているが、この研究ではチャームクォークという重クォークの臨界点近傍における振る舞いを通して、この臨界点を探る可能性を考察した。臨界点近傍において、チャームクォークに対する抵抗力(drag force)が変化すれば、その変化はチャームクォークがハドロン化して生成される軽重クォーク対であるオープンチャームメソンの楕円形揺らぎ(v2)の変化として観測されると考えられる。チャームクォークに対する抵抗力、あるいはチャームクォークの拡散係数の変化は、臨界点の近傍での動的臨界現象の表れとして考えることができる。ここで、チャームクォークに特有な事項として、チャームクォークは他の軽いクォークと同じ相互作用(QCD)に従うが、この臨界点は、カイラル対称性という、他の軽いクォークが持つ対称性についての臨界点である一方、チャームクォークはカイラル対称性を持たないということがある。つまり、チャームクォークは他のクォークと同じ対称性を持ちながら、この臨界点においては問題となる対称性を持たない不純物として振る舞うのである。このことを考慮に入れて、有効模型を構築して、臨界点近傍におけるチャームクォークの運動量拡散係数(drag forceとほぼ考えてよい)の振る舞いを求めた。その結果、この振る舞いは動的臨界現象のクラスに依存し、QCDが属するモデルHではほぼ臨界的な振る舞いは見られない一方、強磁性系などのモデルBでは臨界点で発散するということを見出した。モデルAでは臨界点での増大はない。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Simulation of Lindblad equations for quarkonium in the quark-gluon plasma2022

    • 著者名/発表者名
      Miura Takahiro、Akamatsu Yukinao、Asakawa Masayuki、Kaida Yukana
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 7 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.074001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of in-medium quarkonia in SU(3) and SU(2) gauge theories2022

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu Yukinao、Asakawa Masayuki、Kajimoto Shiori
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 5 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.054036

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Open Charm Mesons and QCD Critical Point2023

    • 著者名/発表者名
      浅川正之
    • 学会等名
      第8回クラスター領域研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オープンチャームメソンとQCD相転移2021

    • 著者名/発表者名
      浅川正之
    • 学会等名
      第6回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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