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2020 年度 実施状況報告書

低温高密度領域における2カラーQCDの相図と超流動性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03875
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 悦子  京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (50432464)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードQCD相図 / 符号問題 / 量子計算 / アノマリーマッチング / QCD粘性
研究実績の概要

今年度は以下のおおきく4つの成果を挙げた。
(1) 2カラーQCDの格子シミュレーションにおける、物理スケールの設定を行うため、密度効果がゼロの領域でのクォークやハドロン質量の決定やカイラル相転移温度の決定を行った。これによって、昨年度得られた有限温度密度相図を他の格子セットアップによる研究や、3カラーQCD相図との相対的な比較ができるようになった。
(2) エネルギー運動量テンソルの2点相関関数からスペクトル関数を求める新しい手法として、グラディエントフロー法による相関関数の測定と、スパースモデリング法によるスペクトル関数の推定法を組み合わせることで非常に効率的に計算が可能であることを提案した。実際にクエンチQCDの有限温度の場合にこれを用いて、QCD粘性の値を出し、まだ誤差が大きいものの先行研究とほぼ無矛盾な結果を得た一方、先行研究では10万から100万個の配位が必要だったにもかかわらず、我々の手法は高々2000個の配位で結果を得ることができた。
(3) 2カラー質量ゼロのQCDに対して、アノマリーマッチングから有限温度密度相図に対する制限を得た。
(4) QCDのトイ模型である1+1次元の非線形シグマ模型の格子シミュレーションを行い、分数インスタントンやバイオン解が中心対称性に大きく関わることを数値的に示した。
また、基礎物理学研究所の国際研究会として「2カラーQCDの低温高密度物質の物理の探索 (YITP-W-20-16)」と、「場の理論の量子計算(YITP-W-20-17)」を主催し、QCDにおける符号問題に関する最近の研究の情報収集と議論を促進した。

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

2020年度は、本論文4本を出版することができたので、順調に進展していると考える。
特に今年度は、有限密度領域の相図に対して、数値的・解析的両方の側面から成果を出すことができた。さらに、超流動性の解明として、超流動密度の決定が挙げられるが、そのためにはエネルギー運動量テンソルの相関関数からスペクトル関数の推定が必要であり、そのための新手法を提案できたため、順調に進展していると言える。
また、2020年度は約一年間、昨年度より大きい格子サイズ(32^4)の配位生成シミュレーションを行い、最終年度に行うハドロンの性質の密度依存性を調べるための準備を十分に進めた。

今後の研究の推進方策

2021度は、昨年度得られた、数値的な温度密度相図の結果を基に、低温領域でハドロン相⇒BEC相⇒BCS相と相転移していく際、ハドロンの質量とハドロン間相互作用の密度依存性について調べていく。2020年度中に、有限密度領域でのハドロン質量の測定コードや、ハドロン間ポテンシャルの測定コードの準備を行い、測定するためのゲージ配位も目標の半分以上生成できたため、2021年度中にある程度の結果が得られると期待できる。

次年度使用額が生じた理由

コロナウイルスの影響で、参加を予定していた国内出張や国際会議がオンライン開催になったため、次年度使用額が生じた。2021年度以降の出張旅費等に使用する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Sparse modeling approach to obtaining the shear viscosity from smeared correlation functions2020

    • 著者名/発表者名
      Itou Etsuko、Nagai Yuki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 7

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2020)007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finite-density massless two-color QCD at the isospin Roberge-Weiss point and the 't Hooft anomaly2020

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Takuya、Tanizaki Yuya、Itou Etsuko
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 ページ: 033253

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.033253

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lattice ?PN?1 model with ?N twisted boundary condition: bions, adiabatic continuity and pseudo-entropy2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Toshiaki、Itou Etsuko、Misumi Tatsuhiro、Nitta Muneto、Sakai Norisuke
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 011

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2020)011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relative scale setting for two-color QCD with $N_f=2$ Wilson fermions2020

    • 著者名/発表者名
      Iida Kei、Itou Etsuko、Lee Tong-Gyu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 013B05

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa170

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sparse modeling approach to obtaining the shear viscosity from smeared correlation functions2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou, Yuki Nagai
    • 学会等名
      Asia-Pacific Symposium for Lattice Field Theory (APLAT 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fractional instanton of the SU(3) gauge theory on the lattice2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou
    • 学会等名
      国際モレキュール型プログラム Potential Toolkit to Attack Nonperturbative Aspects of QFT;Resurgence and related topics-
    • 国際学会
  • [学会発表] 2カラーQCDの低温高密度領域における物理2020

    • 著者名/発表者名
      Iida Kei、Itou Etsuko、Lee Tong-Gyu
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展2020
  • [学会発表] スパースモデリングによるQCD粘性の推定--格子QCDでの第一原理計算から--2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 悦子
    • 学会等名
      第7回 階層性を横断する会(量子流体の粘性率)
    • 招待講演
  • [学会発表] 2カラーQCDの低温高密度相におけるハドロンスペクトル2020

    • 著者名/発表者名
      Iida Kei、Itou Etsuko、Lee Tong-Gyu
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] スパースモデリング法によるスメアされた相関関数からスペクトル関数の推定2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou, Yuki Nagai
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] Sparse modeling approach to obtaining the shear viscosity from smeared correlation functions2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou
    • 学会等名
      Online Seminar, Brookhaven National Laboratory (USA)
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-colour QCD phases and the topology at low temperature and high density2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou
    • 学会等名
      第5回クラスター階層領域研究会
  • [学会発表] Two-colour QCD phases and the topology at low temperature and high density2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou
    • 学会等名
      セミナー,京都大学 基礎物理学研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-colour QCD phases and the topology at low temperature and high density2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Itou
    • 学会等名
      YITP workshop Probing the physics of high-density and low-temperature matter with ab initio calculations in 2-color QCD
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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