格子QCD数値解析による流体方程式基本定数の解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05442
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 北澤 正清 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10452418)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 格子ゲージ理論 / エネルギー運動量テンソル / 応力 / クォーク・グルーオン・プラズマ

研究成果の概要

宇宙に存在する４つの相互作用のうち、クォークやグルーオンの間に働く「強い相互作用」は量子色力学 (QCD)と呼ばれる理論によって記述される。QCDの動力学は、初期宇宙や中性子星内部のような超高温・高密度環境下での相転移現象を記述する上で決定的に重要な役割を担う。
本研究では、これらの相転移を記述する上で欠かせない熱力学量などの物理量をQCDの第一原理数値シミュレーションによって解析する研究を行った。特に、最近開発された勾配流法と呼ばれる手法に基づくエネルギー運動量テンソルの解析により、高温物質や無限に重いクォークが置かれた系の精密解析を行い、これらの系に関する全く新しい情報を得た。

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

本研究により、QCDの第一原理数値シミュレーション上でのエネルギー運動量テンソルの直接測定に関する研究が大きく進んだ。これまでの成果で、熱力学量やゆらぎ、非一様圧力、静的クォーク系での応力構造などの測定が実現し、QCDの有限温度相転移や静的クォーク系に関する理解が進んだ。また、本研究によってこれらの測定技術が確立したことにより、これらの技術を用いてハドロン構造を精密解析する将来研究への展望が開けた。