2023 Fiscal Year Research-status Report
Study of finite-temperature phase transition of QCD by gradient flow
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22K03593
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
金谷 和至 筑波大学, 数理物質系(特命教授), 特命教授 (80214443)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 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 / 臨界スケーリング / 重クォークQCD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、初期宇宙で実現したQCDの有限温度相転移を、格子QCDシミュレーションにより研究することを目的としている。有限温度QCDの相転移を、格子シミュレーションにより研究した。2023年度には、現実のクォーク質量（物理点）における2+1フレーバーQCDのゼロ温度配位生成と、クォークが重いQCDの臨界点探査の研究を推進した。
前者は、グラジエントフローに基づくSFtX法を採用した物理点2+1フレーバーQCDの熱力学研究プロジェクトのために、熱力学量のくりこみで必要なゼロ温度配位の統計を十分なものに引き上げるもので、ゼロ温度シミュレーションには大きな計算時間が要求されるため、2023年度では完了していない。
後者は、我々で開発したホッピングパラメータ展開に基づく方法を採用して、大格子で高統計のシミュレーションを遂行している。物理点QCDの相転移はクロスオーバーだが、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。クォークが軽い側と重い側の両方に臨界点が存在するが、近年の格子研究の結果、軽い側の臨界点が物理点から遠い可能性が高まり、重い側の臨界点も精密に解明することが重要になった。臨界点の探索では臨界スケーリングが最も強力な手法だが、系の空間サイズが十分大きい必要がある。2021年度までの研究によりNt=4格子で我々の方法の有効性が確認されたことを受け、2022年度から2023年度にNt=6格子での研究を完成させ、2023年度にはNt=8格子でのシミュレーションを開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
物理点QCDの熱力学研究では、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性が判明し、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、今年度中には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いる。
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| Strategy for Future Research Activity |
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、我々で開発した手法を応用してNt=8でのシミュレーションを完成させ、論文作成を目指した解析を進める。また、有限密度の場合に拡張して、Lee-Yangゼロ点やRoberge-Wise特異点などを研究する。
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| Causes of Carryover |
予定より安価なホテルを予約できたので、その分の旅費を次年度に回すこととなった。2024年度には海外出張が予定されており、航空費の高騰と円安の影響で、当初予定より大きな旅費の支出が見込まれる。
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