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2022 年度 研究成果報告書

量子開放系理論に基づくクォーク・グルーオン・プラズマ中の力の統一的記述

研究課題

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研究課題/領域番号 18K13538
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関大阪大学

研究代表者

赤松 幸尚  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (30616363)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードクォーク・グルーオン・プラズマ / クォーコニウム抑制 / 量子開放系 / 量子散逸 / Lindblad方程式
研究成果の概要

本研究ではクォーク・グルーオン・プラズマ中のクォーコニウムの運動を量子開放系として扱った。クォーコニウムに働く力はポテンシャル力、散乱によるランダム力、散逸による摩擦力に分類され、それぞれ内部カラー自由度に応じて異なる。このように一見単純に見えるクォーコニウムが実際には多彩で複雑なダイナミクスを持つ。これらの力を量子論的に記述するマスター方程式を導出し、数値計算を行った。数値計算と解析的考察により、クォーコニウムが熱平衡分布に緩和するために必要な微分展開の次数や、クォーコニウムを双極子として扱う近似の妥当性について、詳細に調べた。

自由記述の分野

ハドロン物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)中のクォーコニウムには、様々な異なる種類の力が働く。さらに、クォーコニウムはカラー1重項と8重項という2つの内部状態をとることができ、力の働き方がそれによって異なる。このように多彩で複雑な系であるクォーコニウムを用いて、相対論的重イオン衝突実験で作られたQGPの基本的性質(相関長や拡散係数)が明らかにされつつある。我々は、クォーコニウムをQGP環境と相互作用する量子系(量子開放系)として記述し、そのダイナミクスを支配する方程式を導き、その性質を詳細に分析した。これにより、実験データからQGPの基本的性質を明らかにするための理論的な道筋を整備した。

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公開日: 2024-01-30  

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