• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

グラジエントフローによるクォーク・ハドロン物質の熱力学特性

研究課題

研究課題/領域番号 19K03819
研究機関筑波大学

研究代表者

金谷 和至  筑波大学, 数理物質系(特命教授), 特命教授 (80214443)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード素粒子物理学 / クォーク・グルオン・プラズマ / 有限温度 / 熱力学的性質 / シミュレーション / 宇宙史 / グラジエントフロー
研究実績の概要

138億年前のビッグバンからの膨張・冷却により、宇宙年齢10-4秒頃(温度約1兆度)に、クォークが自由に飛び回るクォーク・グルオン・プラズマ状態から、クォークがハドロン中に閉じ込められているハドロン状態への相転移があったと考えられている。このQCD相転移の解明は宇宙史を理解する上で極めて重要である。
我々は、グラジエントフローに基づくSFtX法(small flow-time expansion method)を使い、QCD相転移温度近傍における熱力学的諸性質を、ウイルソン型クォークを用いた格子QCDで研究している。クォークが重い場合の試験研究でSFtX法が有用であると確認できたことを受けて、クォーク質量を現実の値にとった2+1フレーバーQCDシミュレーションを進めている。この過程で、格子が粗い場合などにはSFtX法をさらに改良する必要があることが判明したので、マッチング係数のくりこみスケール依存性などを研究し、くりこみスケールを選ぶことでSFtX法を大きく改善できることを示した。そして、この改良を取り入れた物理点シミュレーションを実行し、エネルギー運動量テンソルやカイラル感受率の測定から、相転移温度が150MeV以下を示唆する中間結果を得た。
最終年度では、相転移温度の下限を確定するために、相転移温度近傍や低温領域の統計を大きく増強した。並行して、クォークが重いQCDの熱力学を研究した。クォークが重い極限で連続極限外挿を実行し、SFtX法の様々な手法による潜熱の結果が一致することを示した。また、クォークが重い2+1フレーバーQCDで臨界点を研究して、臨界スケーリングが大きな空間体積で実現することを示し、それを利用して臨界点を高精度で測定した。さらに、研究に用いたホッピング・パラメータ展開の収束性を研究してその有効性を確認し、有効範囲を拡大する改良手法を開発した。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Scope and convergence of the hopping parameter expansion in finite-temperature quantum chromodynamics with heavy quarks around the critical point2022

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Naoki、Ejiri Shinji、Kanaya Kazuyuki、Kitazawa Masakiyo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] General purpose lattice QCD code set Bridge++ 2.0 for high performance computing2022

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Aoyama Tatsumi、Kanamori Issaku、Kanaya Kazuyuki、Matsufuru Hideo、Namekawa Yusuke、Nemura Hidekatsu、Taniguchi Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2207 ページ: 012053~012053

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2207/1/012053

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Latent heat and pressure gap at the first-order deconfining phase transition of SU(3) Yang-Mills theory using the small flow-time expansion method2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Mizuki Shirogane, Shinji Ejiri, Ryo Iwami, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Yusuke Taniguchi, and Takashi Umeda
    • 雑誌名

      PoS (LATTICE 2021)

      巻: 064 ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle density probability distribution function and center symmetry breaking in finite density lattice gauge theories,2022

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ejiri
    • 雑誌名

      PoS (LATTICE 2021)

      巻: 531 ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-size scaling around the critical point in the heavy quark region of QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyohara Atsushi、Kitazawa Masakiyo、Ejiri Shinji、Kanaya Kazuyuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.114509

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ホッピングパラメタ展開の高次項と収束性2022

    • 著者名/発表者名
      北沢 正清, 江尻 信司, 金谷 和
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会 (オンライン開催, 3.15-19, 2022)
  • [学会発表] 重クォーク領域における臨界点決定のためのホッピングパラメタ展開の収束性2022

    • 著者名/発表者名
      江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 若林 直輝
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会 (オンライン開催, 3.15-19, 2022)
  • [学会発表] SFtX法によるNf=2+1フレーバーQCDの熱力学量2022

    • 著者名/発表者名
      江尻 信司, 金谷 和至, 北沢 正清, 谷口 裕介, *鈴木 博, 梅田 貴士
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会 (オンライン開催, 3.15-19, 2022)
  • [学会発表] 格子量子色力学に基づく初期宇宙の諸性質の精密数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      北沢 正清, 江尻 信司, 金谷 和至, 柳原 良亮, 白銀 瑞樹, 若林 直輝
    • 学会等名
      学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点(JHPCN)第13回拠点シンポジウム (オンライン開催, 7.8-9, 2021)
  • [学会発表] Latent heat and pressure gap at the first-order deconfining phase transition of SU(3) Yang-Mills theory using the small flow-time expansion method2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Mizuki Shirogane, Shinji Ejiri, Ryo Iwami, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Yusuke Taniguchi, and Takashi Umeda
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2021) (オンライン開催 Zoom/Gather@MIT, USA, July 26-30, 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Four quark operators for kaon bag parameter with gradient flow2021

    • 著者名/発表者名
      Asobu Suzuki, Yusuke Taniguchi, Hiroshi Suzuki, *Kazuyuki Kanaya
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用2021(TFQT 2021) (KEK, Tsukuba, Japan (online), 8.30-9.1, 2021)
  • [学会発表] Critical points in strongly-interacting media2021

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week (TGSW2021) (Univ. of Tsukuba (online), Sep. 6-11, 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Four quark operators for kaon bag parameter with gradient flow2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木遊, 谷口裕介, 鈴木博, *金谷和至
    • 学会等名
      日本物理学会 (オンライン開催, 9.14-17, 2021)
  • [学会発表] Thermodynamics of 2+1 flavor QCD with the gradient-flow2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, S.Ejiri, R.Iwami, M.Kitazawa, M.Shirogane, H.Suzuki, Y.Taniguchi, T.Umeda
    • 学会等名
      CCS 13th international symposium 2021 on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Science (CCS, Tsukuba, Japan (online), 10.8, 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress-energy-momentum tensor on the lattice2021

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      YITP workshop ``QCD phase diagram and lattice QCD'' (YITP, Kyoto, Japan (online), Oct. 25-29, 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase structure of QCD in the heavy quark region2021

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ejiri
    • 学会等名
      YITP workshop ``QCD phase diagram and lattice QCD'' (YITP, Kyoto, Japan (online), Oct. 25-29, 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 勾配流法を用いたNf=2+1 QCDのエネルギー運動量テンソルの研究2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 裕介, *金谷 和至
    • 学会等名
      第8回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会 (THE GRAND HALL, 東京都, 品川区 (online), 10.28-29, 2021)
  • [学会発表] From lattice to observables2021

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      The 8th Asian Triangle Heavy-Ion Conference (ATHIC 2021) (Inha University, Korea (online), Nov. 5-9, 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational form factors from lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa
    • 学会等名
      GPDs and related topics at J-PARC (KEK, Tsukuba, Japan (online), Dec. 22, 2021)
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi