• 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

2022 年度 実施状況報告書

グラジエントフローによるQCD有限温度相転移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K03593
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) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワード素粒子論 / 量子色力学 / クォーク・グルオン・プラズマ / 格子場の理論 / 計算物理学 / グラジエントフロー
研究実績の概要

QCD有限温度相転移を、連続極限が保証されているWilson型クォークで、格子シミュレーションにより研究した。グラジエントフローに基づくSFtX法を採用してWilson型クォークによるカイラル対称性の破れの困難を回避し、相転移温度や、カイラル感受率などの熱力学量を計算した。クォーク質量を現実の値に調整した物理点2+1フレーバーQCDの有限温度配位生成を、PACS-CS Collaborationが公開しているゼロ温度物理点配位(格子間隔0.09fm)に基づく固定格子間隔法で、122-544MeV の温度範囲で行い、有限温度配位についてはある程度統計が達成されたが、その解析の結果、熱力学量のくりこみで必要なゼロ温度配位の統計が不十分である可能性が示唆された。そこで、ゼロ温度配位生成を開始した。
物理点QCDの相転移はクロスオーバーで、近傍の臨界点のスケーリングの影響を受けている可能性がある。そこで、物理点の研究と並行して、クォークが重い領域のQCD臨界点を研究した。先行研究ではアスペクト比 LT=Ns/Nt(温度Tがほぼ一定のとき空間サイズLに比例)で4-7が研究されたが、空間サイズ依存性が大きいことがわかっている。そこで、大きな空間サイズでの研究を進めた。大格子で高統計を実現するために、重いクォークの効果をホッピングパラメータ展開(HPE)で取り入れる方法を採用し、まずNt=4格子でアスペクト比12までの臨界スケーリングを研究した。その結果、空間サイズ依存性を取り除くためにはアスペクト比9以上が要求されることがわかった。並行して、HPEの信頼性を研究し、Nt=4の臨界点近傍までなら上記研究で採用した低次のHPEで十分だが、連続極限に向けてNtが大きくなるとより高次まで取り入れる必要があることを示し、同時に、計算時間をほとんど増やすことなく高次効果を取り入れる手法も開発した。

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

物理点QCDの有限温度物理量の研究では、研究実績の概要で述べたように、熱力学量の高精度なくりこみのために、ゼロ温度配位生成を新たに開始する必要が発生した。現在そのシミュレーションを進めているが、ゼロ温度シミュレーションには大きな計算資源と計算時間が要求されるため、初年度に予定していた最終的解析に着手できなかった。
他方、クォークが重い領域におけるQCD相転移の研究は順調に進行しており、その成果を発表した論文も既に複数本出した。

今後の研究の推進方策

物理点QCDのゼロ温度配位生成を継続しつつ、クォークが重い領域におけるQCD相転移の研究を推進する。前者については、大型計算資源の公募に応募して、不足している統計の確保を目指す。後者については、現在、我々で開発した手法を応用してNt=6とNt=8でのシミュレーションを実行しており、Nt=6についてはシミュレーションがこれまでにほぼ完成して、論文作成を目指した解析を進めている。また、我々の手法は容易に有限密度の場合に拡張できるので、その方向にも研究を展開する予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究の遂行上、ゼロ温度配位生成を行う必要が新たに出たために、いくつかの解析を次年度に回すことになり、そのための最小限の経費を次年度使用額として残した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022

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 (12件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Bridge++ 2.0: Benchmark results on supercomputer Fugaku2023

    • 著者名/発表者名
      Kanamori Issaku、Aoyama Tatsumi、Kanaya Kazuyuki、Matsufuru Hideo、Namekawa Yusuke
    • 雑誌名

      PoS

      巻: LATTICE 2022 ページ: 1-10

    • DOI

      10.22323/1.430.0284

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase structure and critical point in heavy-quark QCD at finite temperature2023

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

      PoS

      巻: LATTICE 2022 ページ: 1-9

    • DOI

      10.22323/1.430.0177

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      Kanaya Kazuyuki、Shirogane Mizuki、Ejiri Shinji、Iwami Ryo、Kitazawa Masakiyo、Suzuki Hiroshi、Taniguchi Yusuke、Umeda Takashi
    • 雑誌名

      Proceedings of Science (LATTICE 2021)

      巻: 064 ページ: 1-9

    • DOI

      10.22323/1.396.0064

    • 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 / オープンアクセス
  • [学会発表] Benchmark result of Lattice QCD code set Bridge++ 2.0 on Fugaku2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Aoyama, *Issaku Kanamori, Kazuyuki Kanaya, Hideo Matsufuru, Yusuke Namekawa and Keigo Nitadori
    • 学会等名
      The 5th R-CCS International Symposium Fugaku and Beyond (Kobe, Japan (hybrid), Feb 6-7, 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nt=6における重クォークQCD臨界点の精密測定2023

    • 著者名/発表者名
      芦川 涼, 北沢 正清, 江尻 信司, 金谷 和至
    • 学会等名
      日本物理学会 (オンライン開催, 3.22-25, 2023)
  • [学会発表] 有限温度格子QCDの重クォーク領域での一次相転移の終点の化学ポテンシャル依存性'2023

    • 著者名/発表者名
      江尻 信司, 芦川 涼, 金谷 和至, 北沢 正清
    • 学会等名
      日本物理学会 (オンライン開催, 3.22-25, 2023)
  • [学会発表] Phase structure and critical point in heavy-quark QCD at finite temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Ryo Ashikawa, Shinji Ejiri, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Naoki Wakabayashi
    • 学会等名
      The 39th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2022) (Bonn, Germany, Aug. 8-13, 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Bridge++ 2.0: Benchmark results on supercomputer Fugaku2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo Matsufuru, Issaku Kanamori, Kazuyuki Kanaya, Tatsumi Aoyama, Yusuke Namekawa
    • 学会等名
      The 39th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2022) (Bonn, Germany, Aug. 8-13, 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 重クォークQCD臨界点のN_t=6における格子数値解析2022

    • 著者名/発表者名
      芦川 涼, 北沢 正清, 江尻 信司, 金谷 和至
    • 学会等名
      日本物理学会 (岡山理科大学, 岡山市, 岡山, 9.6-8, 2022)
  • [学会発表] 重クォークQCD臨界点の格子数値解析:微小格子間隔かつ大体積での解析2022

    • 著者名/発表者名
      芦川 涼, 北沢 正清, 江尻 信司, 金谷 和至
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用2022(TFQT 2022) (京都大学 基礎物理学研究所, 京都, 9.20-22, 2022)
  • [学会発表] Critical point in heavy-quark QCD at finite temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Ryo Ashikawa, Shinji Ejiri, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, and Naoki Wakabayashi
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week (TGSW2022) (Tsukuba, Japan (online), Sep. 27, 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermodynamics of 2+1 flavor QCD with the gradient flow2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Shinji Ejiri, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Takashi Umeda
    • 学会等名
      14th international symposium 2022 on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences (Tsukuba, Japan, 10.13-14, 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Lattice QCD common code to large scale parallel supercomputer with manycore and GPU architecture2022

    • 著者名/発表者名
      H. Nemura, Y. Akahoshi, T. Aoyama, I. Kanamori, K. Kanaya, H. Matsufuru, Y. Namekawa,
    • 学会等名
      14th international symposium 2022 on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences (Tsukuba, Japan, 10.13-14, 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Gradient flowによる物理点QCDの熱力学2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kanaya, Shinji Ejiri, Masakiyo Kitazawa, Hiroshi Suzuki, Takashi Umeda
    • 学会等名
      第9回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会 (オンライン開催, 10.27-28, 2022)
  • [学会発表] Lattice study of the critical point in heavy-quark QCD2022

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Kitazawa, Ashikawa Ryo, Shinji Ejiri, Kazuyuki Kanaya, Hiroshi Suzuki, Naoki Wakabayashi
    • 学会等名
      Workshop on Critical Point and Onset of Deconfinement (CPOD2022) (Switzerland (online), Nov. 22 - Dec. 2, 2022)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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