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

利用相对论磁流体研究夸克-胶子等离子体的物理性质

• 批准号: 21J13651
• 负责人: 中村 幸輝
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13651/
• 关键词: 相対論的電磁流体力学; クォーク・グルーオンプラズマ; 電気伝導度; Milne座標; 数値計算コード; 高エネルギー重イオン衝突実験; 高エネルギー重イオン衝突反応; クォーク・グルーオンプラズマの電気伝導性; 相対論的抵抗性磁気流体; 高強度磁場下のQCD物質のダイナミクス

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．

我们已经成功地开发了一个相对论的电磁流体模型作为一个模型，该模型描述了夸克 - 杜松等离子体与高强度电磁场之间的相互作用，以及在高能量重离子碰撞实验中产生的动力学。我们为相对论电磁流体方程式开发了数值模拟代码，包括夸克 - 杜伦等离子体的电导率，这是该模型的核心。该数值模拟代码使用Milne坐标系，这很方便地分析高能重离子碰撞实验。米尔恩坐标处的相对论电磁流体方程的数值模拟是前所未有的，并且必须进行数值测试。作为该数值计算的测试问题，我们讨论了一维扩展系统中电阻等离子体的扩展问题。我们的数值计算表明，该分析解决方案的精度非常好。将此模型应用于高能重离子碰撞实验时，必须对初始条件进行建模。倾斜的Glauber模型被用作该夸克 - 糖浆等离子体的初始条件。此外，电磁场的初始条件是麦克斯韦方程的近似解，它反映了原子核的电荷分布。基于这些初始条件，我们分析了高能量重离子碰撞实验。该分析表明，在碰撞的早期产生的电磁场的影响以及夸克 - 杜松血浆的电导率对产生的强子颗粒的每个电荷的流动敏感。这些实验数据指出了可以讨论夸克 - 胶子等离子体的电导率的可能性。

项目成果

相対論的抵抗性電磁流体を用いた高エネルギー原子核衝突実験の解析

利用相对论电阻磁流体动力学分析高能核碰撞实验

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村幸輝;高橋博之;三好隆博;野中千穂
• 通讯作者: 野中千穂

相対論的電磁流体に基づく高エネルギー重イオン衝突における電荷依存性を考慮した集団運動の解析

基于相对论磁流体动力学的高能重离子碰撞中考虑电荷依赖性的集体运动分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakamura Kouki;Miyoshi Takahiro;Nonaka Chiho;Takahashi Hiroyuki R.;中村幸輝，野中千穂，三好隆弘，髙橋博之
• 通讯作者: 中村幸輝，野中千穂，三好隆弘，髙橋博之

Relativistic resistive magneto-hydrodynamics code for high-energy heavy-ion collisions

• DOI: 10.1140/epjc/s10052-023-11343-y
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: The European Physical Journal C
• 作者: K. Nakamura;T. Miyoshi;C. Nonaka;H. R. Takahashi

相対論的電磁流体に基づく高エネルギー重イオン衝突実験の解析

基于相对论磁流体动力学的高能重离子碰撞实验分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumihiko Nakamura;Adrien Verhulst;Kuniharu Sakurada;Masaaki Fukuoka and Maki Sugimoto;佐藤らな;安藤和久;中村幸輝，野中千穂，三好隆弘，髙橋博之
• 通讯作者: 中村幸輝，野中千穂，三好隆弘，髙橋博之

Relativistic Resistive Magneto-Hydrodynamics in Heavy-Ion Collisions: Hadron distribution and Flow

重离子碰撞中的相对论电阻磁流体动力学：强子分布和流动

• 发表时间: 2022
• 作者: Kouki Nakamura;Chiho Nonaka;Takahiro Miyoshi;Hiroyuki R Takahashi
• 通讯作者: Hiroyuki R Takahashi