Non-linear fluctuating hydrodynamics based on fluctuation theorem

基于涨落定理的非线性脉动流体动力学

• 批准号: 19K21881
• 负责人: 平野 哲文
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21881/
• 关键词: 揺らぎの定理; 相対論的揺動流体力学; 一般化された揺動散逸関係; QCD相転移; クォークグルーオンプラズマ; 高エネルギー原子核衝突反応; 相対論的流体力学; 揺動散逸関係; 揺らぐ流体

非平衡統計力学における揺らぎの定理を満たすような非線形な相対論的揺動流体力学の構築に向けて、(1) 膨張背景中の流体揺らぎと臨界揺らぎのダイナミクス、(2) 一般化された相対論的流体方程式に対する流体揺らぎからの制限について研究を進めた。(1)-A 膨張背景として、高エネルギー重イオン衝突反応を見据えて、Bjorkenによるブースト不変なスケーリング解の周りの流体揺らぎのダイナミクスの解析を行った。まず、相対論的流体方程式に対して、構成方程式の具体系を課すことなく、摂動の0次と1次の方程式を導出した。この導出された方程式に対し、流体揺らぎを含む因果律を守る構成方程式を与えることで膨張背景中の揺らぎのダイナミクスを記述した。特にエネルギー密度のような遅いモードが膨張の早い時期に凍結する現象を見いだした。(1)-B 同様に、QCD臨界点周りでの臨界現象に注目して解析を行った。臨界点近傍では秩序変数の揺らぎの発散を伴うものの、保存量ではないことから速いモードとして拡散する。一方、重イオン衝突のような膨張背景では系の寿命の時間スケールと拡散の時間スケールのせめぎ合うことで非自明な振る舞いをする。因果律の観点から保存量に関わるバリオン数密度の緩和を考慮することで、秩序変数の揺らぎがバリオン数密度の揺らぎに与える影響を解析した。(2) 近年、任意の局所静止系に対する一般化された相対論的流体方程式が導出された。しかし、平衡状態の極限でエントロピーが最大値を取らない、別の言い方をするとエントロピーが最大値を取るにも関わらずエネルギー密度の補正項にあたる散逸量が有限であるという問題がある。そこで、流体揺らぎの観点からこの系を解析すると、散逸量の揺らぎの平均が有限であることにより、系が不安定になることが判明した。これにより流体揺らぎが定式化に与える制限を議論した。

为了构建满足非平衡统计力学中波动定理的非线性相对论波动力学，我们已经对（1）（1）膨胀背景中流体波动和关键波动的动态进行了研究，以及（2）对全面易位的液体波动的限制。 （1）-a鉴于高能重离子碰撞反应是扩展的背景，我们分析了Bjorken周围增强不变性缩放溶液周围流体波动的动力学。首先，我们得出了扰动的零件和一阶方程，而无需为相对论流体方程施加具体的组成方程系统。通过给出遵守因果规则（包括流体波动）的构成方程来描述膨胀背景中波动的动力学。特别是，我们发现在扩展的早期阶段，诸如能量密度之类的缓慢模式。 （1）-b同样，通过关注QCD临界点周围的关键现象来进行分析。尽管订单变量的波动在临界点附近差异，但它不是保守的数量，因此它作为快速模式扩散。另一方面，在膨胀背景中，例如重离子碰撞，系统寿命的时间尺度和扩散的时间尺度以非平凡的方式行为。通过从因果关系的角度考虑到与保护量相关的巴里昂数量密度的放松，我们分析了波动的影响，以使变量对巴里昂数量密度的波动。 （2）近年来，已得出了任何本地固定系统的广义相对论流体方程。但是，存在一个问题，即熵在平衡状态的极限下不会将最大值取得最大值，换句话说，耗散的量与能量密度的校正项相对应的耗散量是有限的。因此，从流体波动的角度分析该系统时，发现耗散量的平均波动是有限的，导致系统不稳定。这讨论了该配方中流体波动的局限性。

项目成果

Rapidity decorrelation caused by hydrodynamic fluctuations and initial longitudinal fluctuations

• DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2020.121969
• 发表时间: 2021
• 期刊: Nuclear Physics
• 作者: A. Sakai;K. Murase;Tetsufumi Hirano

膨張系における流体揺らぎのダイナミクス

膨胀系统中流体波动的动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: 藤井真栄;平野哲文
• 通讯作者: 平野哲文

Causal hydrodynamic fluctuations in non-static and inhomogeneous backgrounds

• DOI: 10.1016/j.aop.2019.167969
• 发表时间: 2019-04
• 期刊: Annals of Physics
• 影响因子: 3
• 作者: K. Murase

1次元膨張系における臨界揺らぎの時空発展

一维膨胀系统临界涨落的时空演化

• 发表时间: 2019
• 作者: 坂井あづみ; 平野哲文; 藤井宏次; 村瀬功一
• 通讯作者: 村瀬功一

Space-time Evolution of Critical Fluctuations in an Expanding System

膨胀系统中临界涨落的时空演化

• DOI: 10.5506/aphyspolbsupp.16.1-a155
• 发表时间: 2023
• 期刊: Acta Physica Polonica B Proceedings Supplement
• 作者: Sakai A.;Murase K.;Fujii H.;Hirano T.
• 通讯作者: Hirano T.