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2015 年度 実施状況報告書

J-PARCエネルギー重イオン衝突におけるハドロン輸送再考

研究課題

研究課題/領域番号 15K05079
研究機関京都大学

研究代表者

大西 明  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70250412)

研究分担者 奈良 寧  国際教養大学, 国際教養学部, 教授 (70453008)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード重イオン衝突 / 輸送方程式 / 衝突項 / 平均場 / QCD相転移 / J-PARC / 集団フロー / バリオン数揺らぎ
研究実績の概要

ハドロン輸送模型によりJ-PARCエネルギー領域の重イオン衝突を系統的に研究し、QCD臨界点付近でのシグナルと考えられている観測量の「非単調」な振る舞いがハドロン自由度で記述できるかどうかを明らかにするとともに、生成される高バリオン密度物質の性質が観測量に与える影響を明らかにすることが目的である。
平成27年度はハドロン輸送模型 JAM を用いてJ-PARCエネルギーにおける集団フローの系統的研究を行った。RHICにおいて測定されている陽子の側方フロー(v1)は、核子対あたりの衝突エネルギーが10 GeV近辺で負となり、より高いエネルギーで再び正になるという非単調な振る舞いを示す。バリオンの平均場を取り入れた輸送模型による結果は、カスケード模型(平均場なし)と比較して側方フローの傾き(dv1/dy)が20-30%程度小さくなり実験データに近づくが、10 GeV近辺で側方フローが負になることはなかった(国際会議にて発表、proceedingsに出版予定)。
このことは10 GeV近辺で状態方程式がソフト化していることを示唆する。状態方程式のソフト化を取り入れる方法の一つとして、衝突項において2粒子が近づく方向に散乱させる(引力的軌道)手法がある。我々は投稿中の論文において、この引力的軌道散乱を課した場合、10 GeV近辺での負の側方フローが説明できることを示した。このソフト化がQCD相転移から現れるものであれば、10 GeVまでのエネルギー領域における重イオン衝突で一次相転移が起こっていることを示唆するものである。

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

申請段階の計画では、平成27年度は既存の模型によるフローとバリオン数揺らぎの研究を進める予定であった。フローについては概要で述べた「引力的軌道」の導入によるソフト化の記述と、これによる側方フローの説明は予想を超えた成果である。バリオン数揺らぎについては、強結合格子QCDによる有限体積効果の研究は進んだ。ただし現在輸送模型のさらなる改善を進めており、輸送模型によるバリオン数揺らぎの研究は少し遅れる。これらを勘案すると、ほぼ予定通りの進捗といえる。

今後の研究の推進方策

引力的軌道によるソフト化の記述は現象の本質を示した点で大きな成果であったが、入射エネルギーが小さい時には側方フローを過小評価するなどの問題がある。今後、状態方程式のソフト化をより基本的な立場から取り入れ、入射エネルギー依存性を系統的に調べることが必要となる。現在カイラル模型に基づいて相転移を含む輸送模型の開発に取り組んでおり、この開発を優先課題とする。

次年度使用額が生じた理由

2015年度は大きな国際会議(クォークマター2015、Hyp 2015、Lattice 2015)が日本国内で開催され、旅費を節約できる状況であった。逆に2016年度は前半(5月)にポーランドで行われる国際会議(CPOD 2016)に招待されており、また2017年2月には、当該分野最大の国際会議(クォークマター 2017)がアメリカで開催される。このため国際会議参加のための旅費を2016年度に使用することが科研費の利用方法として有効であると判断した。

次年度使用額の使用計画

2015年度に残した研究費(163,790円)は、2016年5月にポーランドで行われる国際会議、CPOD 2016 (Critical Point and Onset of Deconfinement 2016)の参加旅費として使用する。この会議では本科研費研究の成果について招待講演を行う予定である。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] 重イオン研究所(GSI)/FIAS(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      重イオン研究所(GSI)/FIAS
  • [雑誌論文] Approaches to QCD phase diagram; effective models, strong-coupling lattice QCD, and compact stars2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 668 ページ: 012004 (1-12)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/668/1/012004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Parametric Instability of Classical Yang-Mills Fields under Color Magnetic Background2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tsutsui, H. Iida, T. Kunihiro, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 91 ページ: 076003 (1-14)

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.91.076003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entropy production in quantum Yang-Mills mechanics in semi-classical approximation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tsukiji, H. Iida, T. Kunihiro, A. Ohnishi, T. T. Takahashi
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2015 ページ: 083A01 (1-16)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv107

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological feature and phase structure of QCD at complex chemical potential2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kashiwa, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 750 ページ: 282-286

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.09.036

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Net-baryon number fluctuations across the chiral phase transition at finite density in strong coupling lattice QCD2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ichihara, K. Morita, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2015 ページ: 113D01 (1-16)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv141

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuation effects on QCD phase diagram at strong coupling2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ichihara, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE2014 ページ: 188 (1-7)

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lambda-Lambda Correlation in Relativistic Heavy Ion Collisions2015

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, T. Furumoto, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      EPJ Web Conf.

      巻: 97 ページ: 00020 (1-8)

    • DOI

      10.1051/epjconf/20159700020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of hadronic rescattering on multistrange hadrons in high-energy nuclear collisions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takeuchi, K. Murase, T. Hirano, P. Huovinen and Y. Nara
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 92 ページ: 044907 (1-12)

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.044907

    • 査読あり
  • [学会発表] Hadron-Hadron Correlation and Interaction from Heavy-Ion Collisions (and Summary)2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi
    • 学会等名
      ExHIC2016 (Molecule-type workshop on "Exotic hadrons from high energy collisions")
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of the EoS dependence of directed flow within a hadronic transport model2016

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      GSI Theory seminar
    • 発表場所
      GSI, Germany
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of baryon directed flow within a hadronic transoport model2016

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      Helmholtz International Center (HIC) for FAIR nuclear physics Colloquium
    • 発表場所
      Frankfurt University
    • 年月日
      2016-02-25 – 2016-02-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Collapse of directed flow as a signal of the softest point of QCD matter2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi, Y. Nara, H. Stoecker
    • 学会等名
      YITP and IOPP Joint workshop on Heavy Ion Physics
    • 発表場所
      Institute of Particle Physics, Central China Normal University, Wuhan, China
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of directed flow within a transport model with softening of the EoS2016

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      FiAS seminar
    • 発表場所
      Frankfurt University
    • 年月日
      2016-02-05 – 2016-02-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Directed flow signals the softest point of QCD Equation of State2016

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nara
    • 学会等名
      The 31st Reimei WorkShop on Hadron Physics in Extreme Conditions at J-PARC
    • 発表場所
      J-PARC, Tokai
    • 年月日
      2016-01-18 – 2016-01-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulations of pre-equilibrium dynamics in relativistic heavy-ion collisions2015

    • 著者名/発表者名
      奈良 寧
    • 学会等名
      Informal meeting on "New development in QGP"
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      2015-11-23 – 2015-11-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Strong-Coupling Lattice QCD with fluctuation and plaquette effects2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi, T. Ichihara
    • 学会等名
      QUCS2015 (Symposium on "Quarks to Universe in Computational Science")
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan.
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Overview -- Nuclear and Hadron Physics --2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi
    • 学会等名
      HINT2015 (International Workshop on future potential of high intensity proton accelerator for particle and nuclear physics)
    • 発表場所
      J-PARC, Tokai, Japan
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulations in high energy nuclear collisions2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara
    • 学会等名
      One day mini-symposium on Computational Physics for High-Energy Heavy-Ion Collisions, as a part of the YITP Long-term Workshop on Computational Advances in Nuclear and Hadron Physics (CANHP 2015)
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-10-05 – 2015-10-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Does non-monotonic behavior of directed flow signal the onset of deconfinement ?2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara, A. Ohnishi
    • 学会等名
      Quark Matter 2015 (XXV Int. Conf. on Ultrarelativistic Nucleus-Nucleus Collisions)
    • 発表場所
      Kobe, Fashion Mart, Japan
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Lambda-Lambda interaction from two-particle intensity correlation in relativistic heavy-ion collisions2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi, K. Morita, T. Furumoto
    • 学会等名
      Molecule-type workshop on "Selected topics in the physics of the Quark-Gluon Plasma and Ultrarelativistic Heavy Ion Collisions"
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Lambda-Lambda interaction from two-particle intensity correlation in relativistic heavy-ion collisions2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi, K. Morita, T. Furumoto
    • 学会等名
      HYP2015 (The 12th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics)
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中性子星物理入門2015

    • 著者名/発表者名
      大西 明
    • 学会等名
      原子核三者若手夏の学校 2015
    • 発表場所
      ホテルたつき, 蒲郡
    • 年月日
      2015-08-17 – 2015-08-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of highest baryon density produced in high energy nuclear collisions2015

    • 著者名/発表者名
      奈良 寧
    • 学会等名
      21st Heavy Ion Pub, ”Heavy ion physics at J-PARC”
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-07-24 – 2015-07-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Preweighting method in Monte-Carlo sampling with complex action --- Strong-Coupling Lattice QCD with 1/g2 correction, as an examle---2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi, T. Ichihara
    • 学会等名
      Lattice 2015 (The 33rd International Symposium on Lattice Field Theory)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Approaches to QCD phase diagram; effective models, strong coupling lattice QCD, and compact stars2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi
    • 学会等名
      Dense Matter 2015 (Helmholtz International Summer School & Dubna International Advanced School on Theoretical Physics / DIAS-TH) & Strangeness in Quark Matter
    • 発表場所
      Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重イオン衝突から中性子星へ2015

    • 著者名/発表者名
      大西 明
    • 学会等名
      原子核・クォークと中性子星---これまでとこれから--- (玉垣さんを偲ぶ研究会)
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都
    • 年月日
      2015-06-13 – 2015-06-13
  • [学会発表] Neutron Stars and Hypernuclei2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohnishi
    • 学会等名
      JAEA-ASRC-TPI Theory Lecture Series, June 2, 2015, JAEA, Tokai, Japan.
    • 発表場所
      JAEA, Tokai, Japan
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-02
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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