高密度QCDにおける動的対称性の破れとクォーク-ハドロンクロスオーバー現象

高密度QCD中的动力学对称性破缺和夸克-强子交叉现象

• 批准号: 07J07907
• 负责人: 山本 直希
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07907/
• 关键词: 量子色力学; カラー超伝導; ランダム行列理論; 非可換渦; 理論核物理

量子色力学(QCD)は有限温度・密度において、多彩な物質相を呈する。低温・低密度ではクォークの閉じ込め相であるハドロン相、高温ではクォーク・グルーオン・プラズマ相、更に低温・高密度ではクォークが超伝導状態となったカラー超伝導相が発現することが理論的に分かっている。申請者は、系の微視的な詳細に依らないユニバーサリティをもつ有限体積のQCDを考えることによって、ハドロン相とカラー超伝導相の間に厳密な双対性があることを発見した。この双対性を利用して、高密度QCDにおけるディラック演算子の固有値の分布がカラー超伝導のギャップで支配されていることを示すと同時に、分配関数のゼロ点の分布を厳密に決定し、これまでのモデル計算による予言が大きく覆されることを指摘した。これらの手法をカラーの数が2のQCD(QCD2)にも拡張し、ディラック固有値に関するスペクトル和則を導出した。これまで格子QCDで高密度QCDの超伝導ギャップを測る方法は負符号問題のないQCD2の場合でさえ提案されていなかったが、この和則は超伝導ギャップが格子QCD計算によって数値的に測定できる初めての例を与えている。さらに、高密度QCDのユニバーサリティクラスを記述するカイラルランダム行列理論をQCD2の場合に構築した。また、カラー超伝導相に存在する非可換渦の有効理論を構成し、特にストレンジクォーク質量によって誘起されるポテンシャルによって、全ての非可換渦は1種類を除いて不安定で崩壊してしまうことを明らかにした。これは、中性子星内部で核物質である中性子超流体の渦からクォーク物質であるカラー超伝導体の非可換渦にどのように繋がっているかということを考える上で重要な性質であると同時に、中性子星のグリッチ現象にも関係している可能性がある。更にこの結果は、非可換渦の有効理論の量子効果を無視した範囲では、高密度QCDにモノポールが存在しないことを示している。

量子色（QCD）在有限温度和密度下表现出各种材料相。从理论上讲，强体阶段是低温和低密度下的夸克的限制阶段，高温下的夸克 - 杜伦 - 铂阶段，以及在低温和高密度和高密度下夸克的颜色超导相。申请人发现，通过考虑具有有限的体积QCD，其普遍性不取决于系统的显微镜细节，因此强子和颜色超导阶段之间存在严格的双重性。使用这种二元性，我们证明了狄拉克操作员在高密度QCD中的特征值的分布由颜色超导性的差距主导，同时，我们严格确定分区功能中零点的分布，指出了先前模型计算的预测大大推出了。这些技术被扩展到具有多种颜色2的QCD（QCD2），并得出了Dirac特征值的光谱总和规则。到目前为止，即使对于QCD2，也没有提出一种用晶格QCD测量高密度QCD的超导间隙的方法，QCD2也没有减去符号问题，但是该总和提供了第一个示例，其中lattice QCD计算可以在数值上测量超导间隙的第一个示例。此外，在QCD2的情况下构建了描述高密度QCD通用类别的手性随机矩阵理论。我们还构建了一种在颜色超导阶段存在的非交通涡度的有效理论，并揭示了尤其是由奇怪的夸克质量引起的潜力，除一种类型外，所有非共同涡流都不稳定且崩溃。这是考虑核材料中的中子超流体的涡流如何与颜色超导体的非交通性涡流相连的中子超级流体的涡流是如何，它们是夸克材料的，也可能与中子星的故障现象有关。此外，该结果表明，在高密度QCD中不存在忽略非共同涡旋理论的量子效应的范围内。

项目成果

Spectral continuity in dense QCD

• DOI: 10.1103/physrevd.78.011501
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: T. Hatsuda;M. Tachibana;N. Yamamoto

Chiral Lagrangian and spectral sum rules for dense two-color QCD

• DOI: 10.1088/1126-6708/2009/08/003
• 发表时间: 2009-06
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: T. Kanazawa;T. Wettig;N. Yamamoto

Dirac spectrum and Lee-Yang zeros in dense QCD

密集 QCD 中的狄拉克谱和 Lee-Yang 零点

• 发表时间: 2009
• 作者: Naoki Yamamoto;Motoi Tachibana;Tetsuo Hatsuda;Gordon Baym;山本直希;山本直希
• 通讯作者: 山本直希

Recent development in hadron-quark continuity

强子-夸克连续性的最新进展

• 发表时间: 2009
• 作者: Naoki Yamamoto;Motoi Tachibana;Tetsuo Hatsuda;Gordon Baym;山本直希
• 通讯作者: 山本直希

New critical point and hadron-quark continuity in dense QCD

稠密 QCD 中的新临界点和强子-夸克连续性

• 发表时间: 2008
• 作者: Naoki Yamamoto;Motoi Tachibana;Tetsuo Hatsuda;Gordon Baym;山本直希;山本直希;山本直希;山本直希;山本直希;山本 直希;山本 直希
• 通讯作者: 山本 直希