Development of a high-resolution scheme for relativistic magnetohydrodynamics that opens up an interdisciplinary research

开发相对论磁流体动力学高分辨率方案，开启跨学科研究

基本信息

批准号：
20K11851
负责人：
三好隆博
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的は、相対論的磁気流体力学に対する高解像度数値解法を研究・開発し、高エネルギー磁気流体力学現象に関する次世代シミュレーション研究の基盤を構築すると共に、数値磁気流体力学を通じて、高エネルギー原子核物理学と高エネルギー天体物理学の学際的な研究領域を開拓することにある。本年度はMilne座標系（膨張座標系）における相対論的抵抗性磁気流体力学に対する高解像度コードの開発を完了し［Nakamura, Miyoshi, Nonaka, and Takahashi, The European Physical Journal C］、世界に先駆けて電気伝導度を考慮したクォーク・グルーオンプラズマ（QGP）の動的モデルの構築に成功した。学際的応用研究として、高エネルギー原子核衝突系におけるQGP媒質および電磁場の現実的な初期条件のもとで、対称衝突系（Au-Au衝突）および非対称衝突系（Cu-Au衝突）における電磁流体力学的膨張過程の電気伝導度依存性などについて調査を行った［Nakamura, Miyoshi, Nonaka, and Takahashi, Physical Review C ］。さらには、指向流れおよび楕円流れに対するcharge-oddな寄与に関する調査を行い、電荷依存異方的流れがQGP媒質の電気伝導度抽出に適したプローブであることを明らかにした［Nakamura, Miyoshi, Noanaka, and Takahashi, Physical Review C］。また、昨年度まで進めてきた背景磁場効果を含むカイラルプラズマ不安定性の理論解析に基づき、新たに高密度カイラル磁気流体力学の高解像度3次元シミュレーションを開始した。

本研究项目的目的是研究和开发相对论磁流体动力学的高分辨率数值解，为下一代高能磁流体动力学现象的模拟研究奠定基础，并以发展高能跨学科研究为目标。研究领域介于核物理和高能天体物理之间。今年，我们完成了 Milne 坐标系（扩展坐标系）[Nakamura、Miyoshi、Nonaka 和 Takahashi，《欧洲物理杂志 C》] 中相对论电阻磁流体动力学高分辨率代码的开发，我们是第一个我们已经成功构建了考虑电导率的夸克-胶子等离子体（QGP）动态模型。作为一项跨学科的应用研究，对称碰撞系统（Au-Au 碰撞）和不对称碰撞系统（Cu-Au 碰撞）中的磁流体动力学研究了高能核碰撞系统中 QGP 介质和电磁场的实际初始条件下的电导率依赖性。物理膨胀过程 [Nakamura、Miyoshi、Nonaka 和 Takahashi，物理评论 C]。此外，我们研究了奇数电荷对定向流和椭圆流的贡献，发现电荷相关的各向异性流是提取 QGP 介质电导率的合适探针 [Nakamura、Miyoshi、Noanaka 和 Takahashi，Physical Review C]。此外，基于我们去年一直在研究的手性等离子体不稳定性（包括背景磁场效应）的理论分析，我们开始了新的高密度手性磁流体动力学的高分辨率三维模拟。