QCD phase diagram explored by chiral fermions

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本研究は有限温度QCD相図:コロンビアプロットのうち左下の一次転移とクロスオーバーの相境界が予想される領域(左下四半)の決定を行うことを目的としている。大規模数値計算に用いる格子手法として、カイラルフェルミオンの実用的な定式化である、Domain Wall Fermion (DWF) - メビウス定式化とstout smearing による改良を施したもの - を用いる。３年目となる今年度は、主に３つの点で進展があった。第１として、有限温度で用いる格子間隔直上でゼロ温度の計算を実施し、スケール精度が格段に上昇した。これにより、３つ目の基準点は、概算度温 T=120 MeV (虚時間方向の格子点数 Nt=12)、概算転移クォーク質量 m=4 MeV となり、ウィルソンフェルミオンの先行研究による 連続極限での臨界終点の転移温度 T_E=134(3) MeV より低い温度まで探索が進んだことになる。第２として、同基準点での、二つ目の体積の計算が進捗し、相転移を示すスケーリングではないものの、若干の体積効果が認められ、さらに大きな体積の計算の必要性が分かった事が上げられる。基準点を、より低温小質量側へ追加することは、「富岳」をもってしても現実的では無いことが分かってきた。これにより、これまで我々が扱ってこなかった格子作用への移行を検討し、次なるステップの方向性が定まった。第３として、近カイラル領域においても効果が懸念される、カイラル対称性のわずかな破れの効果を、DWFの仮想5次元方向の異なる計算を実行する事による検証を進めた。計算途中の現時点では今のところ問題は認められないが、より統計を上げて高精度の検証に繋げていく第一歩となった。このような検証はさらにカイラル極限に近い、深カイラル領域での結果の正当性を判断するための方法論としても整備が求められる。