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2019 年度 実施状況報告書

高温高密度QCDにおける最重要課題に対する相関・揺らぎを用いたアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 18K03646
研究機関大阪大学

研究代表者

浅川 正之  大阪大学, 理学研究科, 教授 (50283453)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード量子開放系 / 量子散逸 / クォーコニウム / QCD臨界点 / 保存量揺らぎ
研究実績の概要

今年度は揺らぎ、相関については大きく分けて二つの研究を行った。
まず、クォークグルーオンプラズマ中でのクォーコニウムの相対運動のダイナミクスを量子開放系の理論に基づいて議論した。量子開放系の立場では、外界からの相互作用を外界からの揺らぎ(キック)として取り入れる。そして、そのダイナミクスをLindblad型と呼ばれるマスター方程式で記述し、それをQuantum State Diffusion と呼ばれる手法を用いて数値解析した。そして、量子散逸が相対運動に与える寄与について焦点を当てた解析を進めた。クォーコニウムに対して、反跳を無視する近似を超えて量子散逸の効果を取り入れた解析は初めてではないかと思われる。
次に、QCD相図上にその存在があると期待されている臨界点についての物理的理解の問題点を指摘し、ブルックヘブン国立研究所などで行われている探索実験において収集されたデータを理解するための前提の変更の必要性を指摘した。まず、第一には現在の実験的理論的解析においては、高エネルギー原子核衝突において保存量揺らぎが化学凍結時にその変化が停止すると仮定されているという点。これは運動学的凍結に置き換えるべきである。第二は、保存量(例えばバリオン数)揺らぎの(高次)キュムラントと秩序変数場の相関距離の関係が、平衡状態におけるものが使用されているという点。一般には保存量揺らぎダイナミクスは保存量でない秩序変数場のダイナミクスよりは遅いということが無視されている。最後の論点は、ある運動量空間の領域内で観測されている量が、位置空間で計算されている量と直接比較されているという点である。すなわち、暗黙の裡に運動量空間における分布と位置空間における分布が同一であることが仮定されている。これは、臨界点探索実験のように比較的低エネルギーにおける原子核衝突では正当化されない。

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

量子開放系の揺らぎ、臨界点の揺らぎと観測量について、着実に理解を進めており、原著論文の発表も進んでいる。

今後の研究の推進方策

クォーコニウムについては、その時間発展、相対運動の熱化ともに現在のU(1)理論を用いた単純化した理解を超えて、現実の世界の理論であるSU(3)ゲージ理論の場合に計算を進める予定である。また、高エネルギー原子核衝突におけるQCD臨界点の探索に関しては、保存量揺らぎの時間発展、臨界領域の広さの評価、実験的検証の方法などについて研究を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件)

  • [国際共同研究] ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ブルックヘブン国立研究所
  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京大学
  • [国際共同研究] スタバンゲル大学(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      スタバンゲル大学
  • [雑誌論文] Quantum Brownian motion of a heavy quark pair in the quark-gluon plasma2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miura, Y. Akamatsu, M. Asakawa, and A. Rothkopf
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 034011(1-15)

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.034011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Issues with the search for critical point in QCD with relativistic heavy ion collisions2020

    • 著者名/発表者名
      M. Asakawa, M. Kitazawa, and B. Mueller
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 101 ページ: 034913(1-3)

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.034913

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2021-01-27  

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