Nonperturbative Properties in Quantum Chromodynamics and Quarks, Gluons, Hadrons in Extreme Conditions

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1. 強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)が生み出す多様な物理とともに、クォークの閉じ込め、カイラル対称性の自発的破れなどの非摂動的性質を系統的にまとめ、専門的な教科書用の査読論文にまでまとめた。2. ファデーフ・ポポフ 固有モード射影によるハドロン質量の研究：SU(3)格子QCDを用いて、ハドロン質量対して重要な寄与を与えるモードについて研究を行った。クーロン・ゲージ固定された ゲージ配位を ファデーフ・ポポフ 固有モードで展開し、展開係数の一部のみを残すという射影法を考案し、軽いハドロンおよび 0++, 2++ グルーボールの質量に適用した。その結果、β=6.0, 16×16×16×32の格子系では、全固有モードのうち、僅か 1%程度の低エネルギー固有モードのみで、これらの質量がおおよそ再現されることが分かった。さらに、この結果とクォーク模型との関連性を議論した。3. SU(N) ヤン・ミルズ理論の非閉じ込め相における真空のZ_N構造：有限温度での格子SU(N) ヤン・ミルズ理論に対して、強結合展開の範囲内で経路積分を行い、ポリアコフ・ループの場の2点相関を計算し、Z_N中心対称性が自発的に破れた非閉じ込め相での、ポリアコフ・ループ場のゆらぎの相関長を導出した。カラー数Nが大きくなるにつれて相関長は増加し，ラージN極限では相関長が発散して新たな長距離相関が出現することを示した。この長距離相関は、理論のZ_N対称性がラージN極限でU(1)対称性に転化したことに伴う、南部・ゴールドストーン的なゼロ質量相関と解釈できる。4. ホログラフィックQCDを用いたバリオン励起の研究：超弦理論から定式化されるホログラフィックQCDを用いてバリオンのディラテーション励起を研究し、450MeV程度の励起状態として現れ、ローパー共鳴状態N*(1440)がこれに対応すると同定した。