相対論的流体力学と不純物粒子の拡散過程の融合に基づくQGP中の輸送現象の研究

基于相对论流体力学与杂质粒子扩散过程融合的QGP输运现象研究

• 批准号: 08J02385
• 负责人: 赤松 幸尚
• 金额: $ 1.15万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J02385/
• 关键词: クォーク・グルーオン・プラズマ; 相対論的重イオン衝突; スペクトル関数; チャームクォーク; ボトムクォーク; 拡散現象; チャーム・クォーク; ボトム・クォーク

相対論的重イオン衝突におけるクォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)の物性研究は、2010年11月からLarge Hadron Collider(LHC)での重イオン衝突が開始したこともあり、原子核物理の研究者のみならず近年QGPの物理との関連が指摘されている超弦理論の研究者にも注目を浴びている。今年度は昨年度までの重いクォークの拡散現象の研究が一段落ついたこともあり、Relativistic Heavy Ion Collider(RHIC)における電子・陽電子対の放射についての研究を行った。RHICにおいて電子・陽電子対放射の詳細な実験データが得られ、他の研究者の計算によるとその量が既存の理論では説明できないほど多い、というのが現状である。我々は3+1次元の流体模型に基づき、電子・陽電子対の放射について、[1]流体時空発展の状態方程式への依存性、[2]輸送現象から特徴づけられるスペクトル関数、の2点に着目して独自の研究を行った。[1]流体時空発展が状態方程式に強く依存していることが判明したが、電子・陽電子対の放射スペクトルはあまり状態方程式に依存していないことが分かった。これは電子・陽電子対の放射が、流体時空発展全体から起こっていることによる。[2]輸送理論によると、スペクトル関数は低エネルギー・運動量の領域で発散を生じることが知られている。我々は、これが実験データで見られた大量の電子・陽電子対と関連していると考え、実験データから逆に輸送理論のパラメタ、すなわち拡散係数Dと緩和時間τ、を引き出す計算を行った。その結果、拡散係数についてはQCDの摂動論に基づく弱結合理論による計算値に近く、緩和時間についてはAdS/CFTに基づく強結合理論による計算値に近くなった。この結果の解釈ならびに正当性については、今後のより厳密な理論研究の発展が不可欠である。

自2010年11月大型强子对撞机（LHC）重离子对撞开始以来，相对论性重离子碰撞中夸克-胶子等离子体（QGP）物理性质的研究是只有核物理研究人员才能做的课题。 ，也引起了弦论研究人员的关注，他们指出了QGP与物理学的联系。今年，在完成去年重夸克扩散现象研究的基础上，我们在相对论重离子对撞机（RHIC）中进行了正负电子对发射研究。 RHIC已经获得了电子-正电子对辐射的详细实验数据，其他研究人员计算出其数量之大以至于无法用现有理论来解释。基于3+1维流体模型，我们研究了关于正电子对发射的两点：[1]流体时空演化对状态方程的依赖性，以及[2]表征的谱函数我们关注这一点并进行了自己的研究。 [1]发现流体时空演化强烈依赖于状态方程，但发现正负电子对的发射光谱不太依赖于状态方程。这是因为电子-正电子对的发射发生在整个流体时空演化过程中。 [2] 根据传输理论，已知谱函数在低能量和动量区域发散。我们认为这与实验数据中观察到的大量正负电子对有关，并通过计算推导出实验数据中的输运理论参数，即扩散系数D和弛豫时间τ。结果表明，扩散系数与基于QCD微扰理论的弱耦合理论的计算值接近，弛豫时间与基于AdS/CFT的强耦合理论的计算值接近。对于这一结果的解释和有效性，未来有必要开展更严谨的理论研究。

项目成果

Heavy Quark Diffusion with Relativistic Langevin Dynamics in Quark-Gluon Fluid

夸克-胶子流体中重夸克扩散与相对论朗之万动力学

• 发表时间: 2009
• 作者: T. Gunji;H. Hamagaki;T. Hatsuda;T. Hirano;Y. Akamatsu;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚
• 通讯作者: 赤松幸尚

Heavy quark diffusion with relativistic Langevin dynamics in the quark-gluon fluid

• DOI: 10.1103/physrevc.79.054907
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Physical Review C
• 影响因子: 3.1
• 作者: Y. Akamatsu;T. Hatsuda;Tetsufumi Hirano

Onset of J/φ melting in quark- gluon fluid at RHIC

RHIC 夸克胶子流体中 J/φ 熔化的开始

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Phys. G : Nucl. Part. Phys 35
• 作者: T. Gunji;H. Hamagaki;T. Hatsuda;T. Hirano;Y. Akamatsu
• 通讯作者: Y. Akamatsu

Di-lepton production in heavy ion collisions by full 3D hydrodynamic model

通过全 3D 流体动力学模型在重离子碰撞中产生双轻子

• 发表时间: 2010
• 作者: T. Gunji;H. Hamagaki;T. Hatsuda;T. Hirano;Y. Akamatsu;赤松幸尚;赤松幸尚
• 通讯作者: 赤松幸尚

Dielectron spectrum from full 3D hydrodynamic model

来自完整 3D 流体动力学模型的双电子谱

• 发表时间: 2010
• 作者: T. Gunji;H. Hamagaki;T. Hatsuda;T. Hirano;Y. Akamatsu;赤松幸尚;赤松幸尚;赤松幸尚
• 通讯作者: 赤松幸尚