| 研究課題/領域番号 |
26400244
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
江尻 信司 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10401176)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 素粒子論 / 計算物理 |
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| 研究実績の概要 |
ハドロン相からクォーク・グル-オン相に変化する量子色力学（ＱＣＤ）の有限温度相転移は、低密度で熱力学的特異性のないクロスオーバーであったものが、ある臨界密度で一次相転移に変わることが予想されている。その相転移の次数が変わる臨界点を見つけることが、現在、理論・実験どちらからも注目されている。本研究の目的は、格子ＱＣＤの数値シミュレーションを行うことにより、その臨界点をＱＣＤの第一原理計算で求めることである。有限密度ＱＣＤにはシミュレーションの重みにあたる量が複素数になる問題があり、数値シミュレーションを直接行うことができない。その問題を避けるために、本研究では、２つのアプローチで研究を続けている。１つは、クォーク質量やクォークの種類の数（フレーバー数）も調節できる変数として扱い、理論のパラメータ空間を広げて、計算しやすいパラメータ領域から出発して、徐々に現実のクォーク質量・フレーバー数に近づけていく方法である。もう一つは、有限密度で複素数の重みの位相因子を除いてシミュレーションの配位生成を行い、位相因子の効果は物理量の測定の時に補正するという方法である。それによって一次相転移に変化する臨界点の探索を行っている。
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| 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
フレーバー数が多くなるにつれて、相転移の次数が変わる臨界質量が重くなり、十分フレーバー数が多ければ、質量分の１で級数展開した近似を用いて比較的簡単に臨界点が探索できることが分かっている。２フレーバー分の動的効果を取り入れたシミュレーションを行い、残りの多フレーバー分をその近似によって取り入れた計算を行った。有限密度で一次相転移に変わる臨界面の決定を行う前に、ゼロ密度、２フレーバーカイラル極限での相転移を調べる目的で、２フレーバーの質量を変えた時の臨界面の変化を調べた。２フレーバーＱＣＤのカイラル極限が１次相転移か２次相転移かという問題は重要な未解決問題で、我々の計算結果は２次相転移であることを支持するものであった。
位相因子を除いた有限密度ＱＣＤのシミュレーションについては、スーパーコンピュータ用プログラムを開発中で、大規模計算にむけて準備中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
フレーバー数が多い場合の相転移の次数が変わる臨界面の探索を有限密度で行う。さらに、質量分の１で級数展開した近似を用いない計算も行い、その近似の適用領域を調べながら、フレーバー数が少なくても妥当なように解析を改良する。それによって、現実のＱＣＤを理解する上で有益な情報を得たいと考えている。
位相因子を除いた有限密度ＱＣＤのシミュレーションの本格的なランを、スーパーコンピュータで始めたい。我々のアプローチでどこまで高密度の計算が可能かを確かめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度にクラスターコンピューターの増設を予定していたが、しばらくの間、既存のコンピュータをそのまま使い続けた方がいいと判断したため、コンピューターの増設は次年度に行うことにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度に、このプロジェクトで使用するクラスターコンピューターの増設を行う。
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