QCD phase diagram explored by chiral fermions

手性费米子探索的 QCD 相图

• 批准号: 20H01907
• 负责人: 青木 保道
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01907/
• 关键词: 格子QCD; 相構造; コロンビアプロット; 3フレーバー; カイラルフェルミオン

本研究は有限温度QCD相図:コロンビアプロットのうち左下の一次転移とクロスオーバーの相境界が予想される領域(左下四半)の決定を行うことを目的としている。大規模数値計算に用いる格子手法として、カイラルフェルミオンの実用的な定式化である、Domain Wall Fermion (DWF) - メビウス定式化とstout smearing による改良を施したもの - を用いる。３年目となる今年度は、主に３つの点で進展があった。第１として、有限温度で用いる格子間隔直上でゼロ温度の計算を実施し、スケール精度が格段に上昇した。これにより、３つ目の基準点は、概算度温 T=120 MeV (虚時間方向の格子点数 Nt=12)、概算転移クォーク質量 m=4 MeV となり、ウィルソンフェルミオンの先行研究による 連続極限での臨界終点の転移温度 T_E=134(3) MeV より低い温度まで探索が進んだことになる。第２として、同基準点での、二つ目の体積の計算が進捗し、相転移を示すスケーリングではないものの、若干の体積効果が認められ、さらに大きな体積の計算の必要性が分かった事が上げられる。基準点を、より低温小質量側へ追加することは、「富岳」をもってしても現実的では無いことが分かってきた。これにより、これまで我々が扱ってこなかった格子作用への移行を検討し、次なるステップの方向性が定まった。第３として、近カイラル領域においても効果が懸念される、カイラル対称性のわずかな破れの効果を、DWFの仮想5次元方向の異なる計算を実行する事による検証を進めた。計算途中の現時点では今のところ問題は認められないが、より統計を上げて高精度の検証に繋げていく第一歩となった。このような検証はさらにカイラル極限に近い、深カイラル領域での結果の正当性を判断するための方法論としても整備が求められる。

本研究的目的是确定有限温度 QCD 相图中的区域（左下象限）：哥伦比亚图中预期出现一阶转变和交叉的相边界。作为用于大规模数值计算的格子方法，我们使用域壁费米子 (DWF)，这是一种实用的手性费米子公式 - 一种经过粗略涂抹改进的莫比乌斯公式。今年是该计划实施的第三年，主要在三个方面取得了进展。首先，在有限温度下使用的晶格间距上方进行零温度计算，尺度精度显着提高。因此，第三参考点的近似温度T = 120 MeV（虚时间方向晶格点数量Nt = 12）和近似过渡夸克质量m = 4 MeV，这是基于先前研究的连续介质极限这意味着搜索已进展到低于临界终点转变温度 T_E=134(3) MeV 的温度。其次，同一参考点的第二体积的计算已经取得进展，虽然不是表示相变的缩放，但观察到了轻微的体积效应，并且已经清楚的是，计算更大的体积是有必要的。必要的。很明显，即使对于富岳来说，在较低温度、较低质量侧添加参考点也是不现实的。这使我们能够考虑向晶格作用的过渡，这是我们之前没有处理过的，并确定了下一步的方向。第三，我们通过在 DWF 的虚拟五维方向上进行不同的计算，验证了手性对称性轻微破缺的影响，即使在近手性区域，这也是一个问题。虽然计算仍在进行中，但到目前为止尚未发现任何问题，但这是改进统计并实现更准确验证的第一步。还需要开发这种验证作为确定接近手性极限的深手性区域结果有效性的方法。

项目成果

Lattice QCD with the Supercomputer Fugaku - progress and prospects

格子 QCD 与超级计算机 Fugaku - 进展和前景

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Aoki

メビウスドメインウォールフェルミオンを用いた3フレーバーQCDの有限温度相転移の研究

利用莫比乌斯畴壁费米子研究三味QCD中的有限温度相变

• 发表时间: 2021
• 作者: 中村宜文

カイラルフェルミオンで探るQCD相図

用手性费米子探索 QCD 相图

• 发表时间: 2020
• 作者: 青木保道; 中村宜文; 金森逸作; 橋本省二; 金児隆志
• 通讯作者: 金児隆志

Exploring the QCD phase diagram with three flavors of Möbius domain wall fermions

用三种莫比乌斯域壁费米子探索 QCD 相图

• DOI: 10.22323/1.453.0203
• 发表时间: 2024-01-10
• 期刊: Proceedings of The 40th International Symposium on Lattice Field Theory — PoS(LATTICE2023)
• 作者: Yu Zhang;Yasumichi Aoki;Shoji Hashimoto;I. Kanamori;Takashi Kaneko;Y. Nakamura
• 通讯作者: Y. Nakamura

メビウスドメインウォールフェルミオンを用いた3フレーバーQCDの有限温度相転移の研究

利用莫比乌斯畴壁费米子研究三味QCD中的有限温度相变

• 发表时间: 2021
• 作者: 中村宜文