数値シミュレーションによる高温高密度ＱＣＤの相構造の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540295
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 江尻 信司 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10401176)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 素粒子論 / 計算物理

研究概要

数値シミュレーションにより、高温高密度での量子色力学（ＱＣＤ）の相構造を研究した。温度と化学ポテンシャルだけではなくクォーク質量も変数として加え、確率分布関数を計算して相転移の性質を調べる方法を提案した。まず、クォークが重い領域で相構造を調べ、一次相転移とクロスオーバーの領域を分ける臨界面を任意の密度で具体的に決定し、その方法の有用性を示した。続いて、現実のクォーク質量での研究を目指した動的クォークが２種類の計算を行い、現象論的に予想されるような低密度でのクロスオーバーが高密度で一次相転移に変わる兆候を確認した。さらに、低密領域でのカイラル相転移のスケーリング則などの研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Histograms in heavy-quark QCD at finite temperature and density (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Saito, S. Ejiri, S. Aoki, K. Kanaya, Y. Nakagawa, H. Ohno, K. Okuno, T. Umeda (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 89巻 ページ: 034507 (1-18)
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.89.034507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase structure of many flavor lattice QCD at finite temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Norikazu Yamada and Shinji Ejiri
  • 雑誌名: Proceedings of KMI-GCOE Workshop on "Strong Coupling Gauge Theories in the LHC Perspective (SCGT 12)", World Scientific ページ: 51-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase structure of hot dense QCD by a histogram method (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ejiri
  • 雑誌名: European Physical Journal A ページ: 86 (1-16)
  • DOI: 10.1140/epja/i2013-13086-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Fixed Scale Approach to Static Quark Free Energies in Quenched and 2+1 Flavor Lattice QCD with Improved Wilson Quark Action (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Maezawa, T. Umeda, S. Aoki, S. Ejiri, T. Hatsuda, K. Kanaya, H. Ohno (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 128巻 ページ: 955-970
  • DOI: 10.1143/PTP.128.955
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio study of the thermodynamics of quantum chromodynamics on the lattice at zero and finite densities (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ejiri, Kazuyuki Kanaya, and Takashi Umeda for the WHOT-QCD Collaboration
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2012巻 ページ: 01A104 (1-35)
  • DOI: 10.1093/ptep/pts005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of QCD phase diagram at high temperature and density by a histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ejiri, S. Aoki, T. Hatsuda, K. Kanaya, Y. Nakagawa, H. Ohno, H. Saito, T. Umeda (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Central European Journal of Physics 巻: 10巻 ページ: 1322-1325
  • DOI: 10.2478/s11534-012-0054-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Equation of state in 2+1 flavor QCD with improved Wilson quarks by the fixed scale approach (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeda, S. Aoki, S. Ejiri, T. Hatsuda, K. Kanaya, Y. Maezawa, H. Ohno (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Central European Journal of Physics 巻: 10巻 ページ: 1322-1325
  • DOI: 10.2478/s11534-012-0054-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Equation of state in 2+1 flavor QCD with improved Wilson quarks by the fixed scale approach (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeda, S. Aoki, S. Ejiri, T. Hatsuda, K. Kanaya, Y. Maezawa, H. Ohno (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 85巻 ページ: 094508 (1-11)
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.85.094508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charmonium spectral functions with the variational method in zero and finite temperature lattice QCD (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ohno, S. Aoki, S. Ejiri, K. Kanaya, Y. Maezawa, H. Saito and T. Umeda (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 84巻 ページ: 094504 (1-13)
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.84.094504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase structure of finite temperature QCD in the heavy quark region (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Saito, S. Ejiri, S. Aoki, T. Hatsuda, K. Kanaya, Y. Maezawa, H. Ohno and T. Umeda (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 84巻 ページ: 054502 (1-9)
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.84.054502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nature of finite temperature and density phase transitions in many-flavor QCD
  • 著者名/発表者名: Shinji Ejiri, Norikazu Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Science (Lattice 2013) ページ: 146 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it/archive/conferences/187/146/LATTICE%202013_146.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Singularities around the QCD critical point in the complex chemical potential plane
  • 著者名/発表者名: Shinji Ejiri, Yasuhiko Shinno, Hiroshi Yoneyama
  • 雑誌名: Proceedings of Science (Lattice 2013) ページ: 210 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it/archive/conferences/187/210/LATTICE%202013_210.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scaling properties of the chiral phase transition in the low density region of two-flavor QCD with improved Wilson fermions
  • 著者名/発表者名: T. Umeda, S. Ejiri, K. Kanaya, Y. Maezawa, Y. Nakagawa, H. Ohno, H. Saito, S. Yoshida (WHOT-QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (Lattice 2013) ページ: 450 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it/archive/conferences/187/450/LATTICE%202013_450.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] End Point of a First-Order Phase Transition in Many-Flavor Lattice QCD at Finite Temperature and Density
  • 著者名/発表者名: Shinji Ejiri and Norikazu Yamada
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110巻 ページ: 172001 (1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probability distribution functions in the finite density lattice QCD
  • 著者名/発表者名: S. Ejiri, Y. Nakagawa, S. Aoki, K. Kanaya, H. Saito, T. Hatsuda, H. Ohno, T. Umeda (WHOT-QCD collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (LATTICE 2012) ページ: 089 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it//archive/conferences/164/089/Lattice%202012_089.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase structure of finite density QCD with a histogram method
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, S. Ejiri, S. Aoki, K. Kanaya, H. Saito, H. Ohno, T. Hatsuda, T. Umeda (WHOT-QCD collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (LATTICE 2012) ページ: 092 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it//archive/conferences/164/092/Lattice%202012_092.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histogram method in finite density QCD with phase quenched simulations
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, S. Ejiri, S. Aoki, K. Kanaya, H. Ohno, H. Saito, T. Hatsuda, T. Umeda (WHOT-QCD collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (LATTICE 2011) ページ: 208 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it//archive/conferences/139/208/Lattice%202011_208.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite density QCD phase transition in the heavy quark region
  • 著者名/発表者名: H. Saito, S. Aoki, K. Kanaya, H. Ohno, S. Ejiri, Y. Nakagawa, T. Hatsuda, T. Umeda (WHOT-QCD collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (LATTICE 2011) ページ: 214 (1-7)
  • URL: http://pos.sissa.it//archive/conferences/139/214/Lattice%202011_214.pdf
  • 査読あり
• [学会発表] Nature of phase transitions in finite temperature and density QCD with many-flavors (2014)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: SIGN 2014, International EMMI Workshop on the Sign Problem in QCD and beyond
  • 発表場所: GSI, Darmstadt, ドイツ
  • 年月日: 20140218-21
• [学会発表] Numerical simulations to understand QCD phase transition at high temperature and density (2014)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Workshop on Lattice QCD at finite temperature and density
  • 発表場所: つくば市, 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 20140120-22
• [学会発表] 有限温度・有限密度格子QC D研究の現状と今後の展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 新学術領域「素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明」のまとめと今後を語る研究会
  • 発表場所: 宮城県鳴子温泉
  • 年月日: 20131220-21
• [学会発表] Nature of QCD phase transition at finite temperature and density (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Long-term Workshop on New Frontiers in QCD 2013 (NFQCD2013)
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 20131125-29
• [学会発表] QCD phase structure by a histogram method (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Lattice Field Theory on multi-PFLOPS computers (German - Japanese Seminar 2013)
  • 発表場所: Regensburg, ドイツ
  • 年月日: 20131106-08
• [学会発表] 有限密度格子QCDの数値的研究における技術的な困難とその解決にむけた試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 20130920-23
• [学会発表] 高温高密度多フレーバーQC Dにおける一次相転移の終点 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 基研研究会「熱場の量子論とその応用」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 20130826-28
• [学会発表] Nature of finite temperature and density phase transitions in many-flavor QCD (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2013)
  • 発表場所: Mainz, ドイツ
  • 年月日: 20130729-0803
• [学会発表] QCD の有限温度相転移, 複合ヒッグス模型, 電弱相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 第41回北陸信越地区素粒子論グループ研究会
  • 発表場所: 富山県, 国立立山青少年自然の家
  • 年月日: 20130524-26
• [学会発表] 有限温度多フレーバーQCD の相構造の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 日本物理学会, 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] End point of a first order phase transition in many-flavor lattice QCD (2013)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 名古屋大学素粒子論セミナー
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-07-19
• [学会発表] Study of finite density lattice QCD by the histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Symposium on Quarks to Universe in Computational Science (QUCS 2012)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂, 奈良
  • 年月日: 20121213-16
• [学会発表] Numerical study of QCD phase structure at finite temperature and density (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Conference on Computational Physics 2012 (CCP 2012)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 20121014-18
• [学会発表] Critical point in finite density 2-flavor QCD by the histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Workshop on "QCD Structure I"
  • 発表場所: Central China Normal University, Wuhan, 中国
  • 年月日: 20121008-11
• [学会発表] Phase structure of lattice QCD at finite density by a histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: International Workshop on the Sign Problem in QCD and Beyond
  • 発表場所: Regensburg, ドイツ
  • 年月日: 20120919-22
• [学会発表] Study of finite density lattice QCD by a histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Workshop "New Frontiers in Lattice Gauge Theory"
  • 発表場所: The Galileo Galilei Institute, Florence, イタリア
  • 年月日: 20120827-0928
• [学会発表] Probability distribution functions in the finite density lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2012)
  • 発表場所: Cairns, オーストラリア
  • 年月日: 20120624-29
• [学会発表] Phase structure of finite density lattice QCD by a histogram method (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: YIPQS-HPCI international molecule-type workshop on New-type of Fermions on the Lattice
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 20120209-24
• [学会発表] Toward the understanding of QCD phase structure at finite temperature and density (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 大阪大学素粒子論セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] 有限温度有限密度格子QCDの数値シミュレーション-高密度QCDの解明にむけて (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 金沢大富山大合同セミナー
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-06-01
• [学会発表] 有限密度格子QCD における符号問題の解決に向けた状態密度法による試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 第2回HPCI 戦略プログラム, 分野2 ×分野5異分野交流研究会-量子モンテカルロ計算-
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] Finite Density Lattice QCD (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: HPCI 研究会「計算的手法による素粒子論研究の広がり」
  • 発表場所: つくば市, 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] 高温高密度での格子QCDシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 素核融合による計算基礎物理学の進展
  • 発表場所: 三重県志摩市, 合歓の郷
  • 年月日: 20111203-05
• [学会発表] Finite Density Lattice QCD by a Histogram Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 2nd Workshop on Quarks and Hadrons under Extreme Conditions - Lattice QCD, Holography, Topology, and Physics at RHIC / LHC
  • 発表場所: 慶応義塾大学(日吉)
  • 年月日: 20111117-18
• [学会発表] Numerical Study of QCD Phase Diagram at High Temperature and Density by a Histogram Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 7th International Workshop on Critical Point and Onset of Deconfinement (CPOD 2011)
  • 発表場所: Central China Normal University, Wuhan, 中国
  • 年月日: 20111107-11
• [学会発表] Study of QCD Phase Transition at Finite Density by a Histogram Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Workshop On "Fluctuations, Correlations and RHIC Low Energy Runs"
  • 発表場所: Brookhaven National Laboratory, アメリカ
  • 年月日: 20111003-05
• [学会発表] 低密度領域における2 フレーバー有限温度密度格子QCD の臨界線の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 20110916-19
• [学会発表] Study of finite density lattice QCD by a density of state method (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: International workshop "Extreme QCD 2011"
  • 発表場所: San Carlos, メキシコ
  • 年月日: 20110718-20
• [学会発表] QCD thermodynamics by numerical simulations of Lattice QCD with Wilson-type quarks (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: International Conference on Ultra Relativistic Nucleus Nucleus Collisions (Quark Matter 2011)
  • 発表場所: Annecy, フランス
  • 年月日: 20110523-28
• [学会発表] Histogram method for the calculation of QCD equation of state at finite density (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: Brookhaven National Laboratory, Nuclear Physics & RIKEN Theory Seminar
  • 発表場所: BNL, アメリカ
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] 有限温度密度格子QCD計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江尻信司
  • 学会等名: 格子QCD将来戦略検討会
  • 発表場所: 東京大学理学部
  • 年月日: 2011-07-27
• [備考]
  • URL: http://muse.sc.niigata-u.ac.jp/~ejiri/