| 研究課題/領域番号 |
15K05041
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
金谷 和至 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80214443)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 素粒子論 / 量子色力学 / 格子場の理論 / 計算物理学 / クォーク・グルオン・プラズマ / 有限温度・密度 / 相転移 / 状態方程式 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、有限温度・有限密度QCD相構造とクォーク物質の熱力学的諸性質を、ウイルソン型クォークを用いた格子QCDシミュレーションにより導くことを目的としている。2017年度は、グラジエントフロー法に基づく鈴木法による状態方程式計算をフルQCDで初めて実行した2016年度の研究の解析を完成させ、一連の論文を発表した。これは、フルQCDにおける最初の研究として、計算時間を抑えるために、sクォーク質量は現実の値に近いがu,dクォークは現実より重い場合を扱い、格子間隔が１つだけの固定格子間隔法による計算を実行したものである。格子化誤差の小さいNt>8で、従来の方法による結果を再現することを示した。さらに、グラジエントフロー法を用いたカイラル凝集と位相感受率の評価も行い、カイラル感受率がクロスオーバー温度でピークを示すことをウイルソン型クォークとして初めて示した。また、位相感受率を評価し、アクシオン質量がインスタントン模型の予想と一致する温度依存性を持つことを示した。これはアクシオンが暗黒物質の候補となるかを判定する上で重要な情報となる。
これを受け、次の段階として、現実のクォーク質量での研究と格子間隔を変えたシミュレーションを開始した。現実のクォーク質量での試験研究を行い、状態方程式やカイラル凝集について、クォークが重い場合とほぼ同様に有意な計算が可能であるという中間結果を得た。ただし、格子化誤差が大きい傾向があり、高統計と精密な系統誤差評価が必要である。クォーク質量が小さい効果に加え、格子間隔がやや粗いことが作用しているものと思われる。現在、配位生成と解析を進めている。
並行して、クォークが重い場合に、エネルギー運動量テンソルの相関関数の研究を開始した。また、グラジエントフロー法を用いたSU(3)ゲージ理論の潜熱の研究も行い、中間結果を国際会議Lattice 2017等で報告した。
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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
グラジエント・フロー法を用いたフルQCD熱力学の最初の段階として、udクォークが重い場合の格子間隔１点での一連の研究成果を論文発表し、次の段階に向けた配位生成といくつかの試験研究を行なった。次の段階に向けての配位生成とプログラム開発も順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
フルQCDにおけるグラジエント・フロー法を用いた熱力学研究の次の段階として、クォーク質量を物理的な値に下げた研究と、格子間隔を変えたシミュレーションを進め、研究の完成を目指す。また、輸送係数など、クォーク物質のより多くの物性を引き出すため、エネルギー運動量テンソルの相関関数の研究を展開する。
それらのために、配位生成とプログラム開発を継続する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入したハードディスクの単価が下がったため小額の残金が発生したが、重要性の低い消耗品を購入する代わりに、次年度に繰り越して、購入予定のパソコン付属品のスペックを上げることとした。
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