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2018 年度 研究成果報告書

超高温・高密度物質におけるエントロピー生成の機構と動的性質の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 16K05350
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
研究機関京都大学

研究代表者

國廣 悌二  京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (20153314)

研究分担者 大西 明  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70250412)
高橋 徹  群馬工業高等専門学校, 一般教科(自然), 准教授 (70467405)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード量子色力学 / エントロピー / 伏見関数 / QCD臨界点 / ソフトモード
研究成果の概要

1)ヤン・ミルズ場としてのグルーオン系に対する伏見関数を構成し、直接的に量子効果を取り入れたエントロピーの時間発展を数値的に求めた。この伏見関数を場の量子論の問題に適用した半古典理論による計算によって、確かに、相対論的重イオン衝突の現実的な初期状態から出発してエントロピーが有意に生成されることが明らかにされた。2) 長波長モードとしての古典場自体が粘性を有することを初めて示した。3)超高温・高密度でのクォーク物質の相図を汎関数くりこみ群理論によって計算し、臨界点を高精度で特定した。さらに、臨界点特有の集団モードの新しい特性を明らかにし、クォーク物質は非一様系に相転移し得ることを明らかにした。

自由記述の分野

原子核理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子場の動的な性質の研究においてこれまでは現象論的に取り入れていた量子効果を古典-量子対応が明確な分布関数を用いて直接的に取り入れることに成功した。具体的には、超高温においてハドロンから解放されるグルーオン場の伏見関数と呼ばれる分布関数の時間依存性を求め半古典論によりエントロピーを直接計算することに成功した。この研究は量子力学の観測理論あるいは宇宙初期の熱化過程に関連し我々基礎物理学全体へも大きいインパクトを与え得る。さらに、クォークやグルーオン系の相転移およびそこでのダイナミカルな性質についても精度のよい計算を行い、系が非一様な状態に相転移し得ることを示した。

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公開日: 2020-03-30  

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