破砕過程における量子論的揺らぎの効果

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640329
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大西 明 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70250412)
• キーワード: 量子ランジュバン法 / 反対称化分子動力学(AMD) / 核間カスケード / 多重破砕 / 静止Ξ-反応 / 2粒子運動量相関 / 高エネルギー陽子入射反応 / パーコレーション

研究概要

様々な温度・密度での核物質の相とその転移の研究は重イオン物理の最大の目的のひとつである。こうした相の研究は、それぞれの温度・密度領域における有効な自由度、相互作用、状態の記述、統計的性質、動力学という様々な要素の理解を必要とする。本研究はこれらのうち、系の平衡状態での統計的性質がフラグメント生成過程に与える影響に注目したものであり、昨年度までに我々は、量子揺らぎを取り入れて量子平衡状態への緩和を動的に記述し得る分子動力学(量子ランジュバン法)を提案した。またこれを、(1)波束動力学の統計的性質、(2)重イオン反応での多重破砕、(3)マイクロクラスターの生成、(4)静止Ξ^-粒子からのハイパー核破片生成、などの現象に適用し、成果を発表してきた。
本年度は、このような成果に基づき、申請時にあげて残されていた課題、「高エネルギー陽子入射反応における異常なフラグメント角分布」についての研究を中心に行った。この研究では、量子揺らぎを取り入れた場合の「非平衡状態からの早いフラグメント生成」 という特徴をモデル化し、輸送模型(QMD-JAM)で得られた位相空間情報を用いて、フラグメント生成時にパーコレーション模型を適用した枠組で分析を行った。この結果、KEKでの実験などで観測されている10 GeVを越えるエネルギーで陽子が入射した場合に見られる中間質量片の側方ピークを説明することが、最初の実験での示唆から25年たって初めて可能となった。この分析の結果、(1)高エネルギー陽子入射反応ではフラグメントはドーナツ型の「冷えた」領域で生成される、(2)この形状から早い時点でフラグメント生成が起こると互いのクーロン力で側方に押し出されて側方のピークが現れる、などの生成機構が明らかになった。この成果は、日本物理学会での講演(3回、シンポジウムにおける招待講演1回を含む)で発表し、大学院生の博士論文(平田雄一、2001年3月学位取得)としてまとめられている。
また核物質の相転移に関連する研究として、ハイパー核物理・相対論的重イオン反応についての研究も進んだ。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nara: "Relativistic nuclear collisions at 10 AGeV energies from p+Bc to Au+Au with the hadronic cascade model"Physical Review C. 61. 024901,1-19 (2000)
• [文献書誌] P.K.Sahu: "Baryon flow from SIS to AGS energies"Nuclear Physics. A672. 376-386 (2000)
• [文献書誌] Pradip Kumar Sahu: "SU (2) Chiral sigma model and the properties of neutron stars"Progress of Theoretical Physics. 104. 1163-1171 (2000)
• [文献書誌] Akira Ohnishi: "Can We Extract Lambda-Lambda Interaction from Two-Particle Momentum Correlation? "Nuclear Physics. A670. 297c-300c (2000)
• [文献書誌] A.Ohnishi: "ΛΛ Interferometry in (K^-, K^+) Reactions at P (K^-) = 1.8 GeV/c"Few-Body Systems Supplement. 12. 367-371 (2000)
• [文献書誌] A.Ohnishi: "ΛΛ INTERFEROMETRY IN (K^-, K^+) AND AA REACTIONS"Proc.of the APCTP Workshop on Strangeness Nuclear Physics (World Scientific). 175-182 (2000)