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2011 年度 実績報告書

超高エネルギー宇宙線と地球大気相互作用の量子色力学に基づく定量的解析

研究課題

研究課題/領域番号 22340064
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

板倉 数記  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (30415046)

研究分担者 奈良 寧  国際教養大学, 国際教養学部, 准教授 (70453008)
キーワード原子核(理論) / 高エネルギーハドロン物理 / 宇宙線
研究概要

2年目にあたる平成23年度は、前年度の枠組みの整備を行い、理解を深めた。すなわち、本研究課題である「超高エネルギー宇宙線と地球大気相互作用の量子色力学に基づく定量的解析」に必要な、高エネルギーQCDについての摂動的な記述を、最新の枠組みであるカラーグラス凝縮を用いて行い、それをRHIC(衝突エネルギー200GeVなど)やLHC(衝突エネルギー7TeVなど)における「陽子・陽子」及び「陽子・原子核」衝突の生成粒子分布などの実験結果と比較検討を行った。
より詳しく述べると、カラーグラス凝縮の物理を記述する枠組みとしては、高エネルギーでの多重グルオン生成とその飽和を記述するrcBK方程式と呼ばれるものを用いた。この方程式は、1階微分を含む積分方程式であるが、自分たちでそれを数値的に解き、データベース化した。次に、そのデータを用いて前方方向(ビーム方向)に生成される粒子の断面積を与えるDHJ公式(Dumitru, Hayashigaki, Jalilian-Marian)と呼ばれる式に適用した。幾つかあるパラメータは、RHICエネルギーでの陽子・陽子衝突で決定し、それを用いて陽子・原子核衝突の前方方向での断面積を計算したところ、実験結果に非常によく一致した。この時、原子核に対する模型を用いているが、調節可能なパラメータは含まないため、新たなパラメータなしで実験結果を記述することに成功したことになる。この成果は、重イオン衝突の物理に関する最大の国際会議 Quark Matter 2011 や、高エネルギー散乱の物理を広範に議論する国際会議 ISMD 2011 にて発表した。
なお、年度途中で科研費雇用研究員が他機関へ転出し、研究の進捗が予定どおり進まなくなったため、24年度に一部繰越を行った。その際、GPUを購入し、計算機環境の充実を図った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

中心的に数値計算に従事する予定だった科研費雇用研究員が、8月から海外の研究所へ転出することになり、その影響が無視できなかった。そのため、繰越申請を行って予定を24年度へ遅らせる必要があった。

今後の研究の推進方策

研究の方針、目標は明確で、変更する必要はない。しかし、具体的な進め方は人の能力に依存するので、次年度に新しい研究員を募集し、その人材と相談したうえで今後の方向性を見極めていく。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Forward hadron productions at collider energies in CGC framework2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys.Suppl.

      巻: 193 ページ: 216-219

    • DOI

      10.1143/PTPS.193.216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] KNO scaling of fluctuations in pp and pA, and eccentricities in heavy-ion collisions2012

    • 著者名/発表者名
      A.Dumitru
    • 雑誌名

      Phys.Rev.C

      巻: 85 ページ: 034907

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.85.034907

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forward particle productions at RHIC and the LHC from CGC within local rcBK evolution2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii
    • 雑誌名

      Journal of Physics G

      巻: 38 ページ: 124125

    • DOI

      10.1088/0954-3899/38/12/124125

    • 査読あり
  • [学会発表] カラーグラス凝縮に基づく前方領域ハドロン生成の理解II2012

    • 著者名/発表者名
      藤井宏次
    • 学会等名
      日本物理学会 第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      20120324-20120327
  • [学会発表] Forward hadron productions at collider energies in CGC framework2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii
    • 学会等名
      41th International Symposium on Multiparticle Dynamics (ISMD 2011)
    • 発表場所
      Miyajima, Hiroshima, Japan
    • 年月日
      20110926-20110930
    • 招待講演
  • [学会発表] カラーグラス凝縮に基づく前方領域ハドロン生成の理解2011

    • 著者名/発表者名
      藤井宏次
    • 学会等名
      日本物理学会 2011年度秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      20110916-20110919
  • [学会発表] Forward particle productions at RHIC and the LHC from CGC within local rcBK evolution2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii
    • 学会等名
      22nd INTERNATIONAL CONFERENCE ON ULTRA RELATIVISTIC NUCLEUS-NUCLEUS COLLISIONS (QM2011)
    • 発表場所
      Annecy, France
    • 年月日
      20110523-20110528

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公開日: 2014-07-24  

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