高エネルギー原子核衝突実験の理解に基づく超高温QCD物質・QCD相転移現象の解明

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高エネルギー原子核衝突実験の時空発展の記述には相対論的流体模型が大きな成功を収めている。ここでは最新の相対論的流体模型を使用して、まず光子生成の解析を行った。高エネルギー原子核衝突実験では光子パズルと呼ばれる問題がある。それは横運動量分布と楕円フローと呼ばれる物理量を同時に説明できる理論計算が存在しないことである。そこで、我々は新たな光子生成機構を提案し、光子パズルの解決の一つの方法を提案した。高エネルギー原子核衝突実験で重イオンを衝突させるため、衝突直後に強磁場が生成すると考えられている。しかし生成された磁場の時空発展の詳細はわかっていない。ここではこの問題を明らかにするべく、相対論的抵抗性磁場流体の数値計算コードを高エネルギー衝突実験を記述するのに便利なミルン座標系ではじめて構築した。解析解との比較といったテスト計算を行いコードの検証を行った。その後、米国ブルックヘブン国立研究所にあるRelativistic Heavy Ion Collider の実験の解析に適用した。特に対称系である金ー金衝突と非対称系である金ー銅衝突の２つに注目をし、比較をすることで電磁場の影響がどのように現れるのかについて議論を行った。その結果電荷依存のフローに電磁場依存性が現れ、実験結果との比較から電気伝導率を導き出すことに成功した。特に非対称系である金ー銅衝突においてその影響を顕著に見出せることがわかった。さらに衝突後の流体化、熱平衡化をあきらかにするべくパートンカスケード模型を構築した。一方、流体ゆらぎを取り入れた解析も行った。多粒子フロー相関の解析を行ったところ、粘性への応答は小さいのに、流体ゆらぎへの応答を示す多粒子フロー相関のチャンネルの存在を見出した。