Search for a critical point and first order phase transition of high density quark-nuclear matter via higher order fluctuations and particle correlations

アメリカ・ブルックヘブン国立研究所（BNL）の相対論的重イオン加速器（RHIC）を用いたビーム・エネルギー走査実験を遂行し、クォーク・核物質のQCD相図を調べる研究を行なった。相図上の高密度領域（中性子星内部に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が不連続になる１次相転移であり、その終点として臨界点が存在すること、また高温領域（宇宙初期に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が滑らかなクロスオーバー相転移となることが理論的には予測されるが、実験的には未だ確認されていない。そのためRHIC加速器を用いてビーム・エネルギー走査を行い原子核ビームの衝突エネルギーを下げることにより、高温領域から高密度領域への衝突系の状態の変化、つまりQCD相構造の変化を探る測定を行った。STAR国際共同実験グループにおいて、重心系衝突エネルギーが7GeV以上の領域は衝突実験モードにより、7GeV以下の領域は固定標的実験モードにより金原子核同士の衝突実験を行い、１次相転移や臨界点に感度があると期待される観測量（集団運動、渦流、方位角異方性、多粒子相関、保存量ゆらぎなど）に注目した研究を推進した。特に固定標的実験モードによる低いエネルギー領域における測定では、高いエネルギー領域で観測してきたクォーク相とは明らかに異なる結果を表すハドロン相の兆しを観測し、臨界点の向こう側にある高密度領域のクォーク・核物質に関する相図の研究を進める事ができた。

アメリカ・ブルックヘブン国立研究所（BNL）の相対論的重イオン加速器（RHIC）を用いたビーム・エネルギー走査実験を遂行し、クォーク・核物質のQCD相図を調べる研究を行なった。相図上の高密度領域（中性子星内部に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が不連続になる１次相転移であり、その終点として臨界点が存在すること、また高温領域（宇宙初期に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が滑らかなクロスオーバー相転移となることが理論的には予測されるが、実験的には未だ確認されていない。そのためRHIC加速器を用いてビーム・エネルギー走査を行い原子核ビームの衝突エネルギーを下げることにより、高温領域から高密度領域への衝突系の状態の変化、つまりQCD相構造の変化を探る測定を行った。STAR国際共同実験グループにおいて、重心系衝突エネルギーが7GeV以上の領域は衝突実験モードにより、7GeV以下の領域は固定標的実験モードにより金原子核同士の衝突実験を行い、１次相転移や臨界点に感度があると期待される観測量（集団運動、渦流、方位角異方性、多粒子相関、保存量ゆらぎなど）に注目した研究を推進した。特に固定標的実験モードによる低いエネルギー領域における測定では、高いエネルギー領域で観測してきたクォーク相とは明らかに異なる結果を表すハドロン相の兆しを観測し、臨界点の向こう側にある高密度領域のクォーク・核物質に関する相図の研究を進める事ができた。