相対論的磁気流体を用いたクォーク・グルーオンプラズマの物性研究

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高エネルギー重イオン衝突実験において生成されるクォーク・グルーオンプラズマと高強度電磁場の相互作用及びそれらのダイナミクスを記述する模型として相対論的電磁流体模型の開発に成功した．この模型の核となるクォーク・グルーオンプラズマの電気伝導度を含む相対論的電磁流体方程式の数値シミュレーションコードを開発した．この数値シミュレーションコードは高エネルギー重イオン衝突実験を解析する際に便利なMilne座標系を用いている．Milne座標における相対論的電磁流体方程式の数値シミュレーションは前例がないため，数値計算のテストが必要である．この数値計算のテスト問題として，一次元膨張系における抵抗性プラズマの膨張問題を取り上げた．我々の数値計算はこの解析解を非常に良い精度で再現していることを示した．この模型を高エネルギー重イオン衝突実験に適用する際には初期条件のモデル化が必要となる．このクォーク・グルーオンプラズマの初期条件として傾いたグラウバー模型を採用した．また，電磁場の初期条件としては原子核の電荷分布を反映したマクスウェル方程式の近似解を採用している．この初期条件をもとに高エネルギー重イオン衝突実験の解析を行った．この解析の結果，衝突初期に生成される電磁場の影響やクォーク・グルーオンプラズマの電気伝導度は生成されるハドロン粒子の電荷ごとのフローに感度を示すことを明らかにした．これらの実験データからクォーク・グルーオンプラズマの電気伝導度を議論できる可能性を指摘した．