Construction of relativistic hydrodynamics involving spin and axial charge and its application to QCD plasmas

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連続対称性が明示的に破れた物理系として，クォーク・グルーオン多体系と核子多体系を念頭に，その緩和ダイナミクスを記述する理論的方法，ならびに量子色力学や核子を記述する有効理論に基づいて緩和率を評価する方法について研究を行った．強い相互作用を記述する量子色力学では，クォーク質量が小さい極限と大きい極限においてそれぞれ近似的なカイラル対称性とスピン対称性が現れる．このため，軽いクォークに関しては軸性電荷と重いクォークに関してはスピンがそれぞれ近似的に保存するネーター電荷となる．また，核子などのバリオンやパイ中間子のようなメソンのような複合粒子に基づいた記述がよい低エネルギー領域についても，軸性電荷やスピンのような物理量は一般には保存しない．以上のように，厳密な対称性が存在しないとき，対応するネーター電荷は一般に緩和ダイナミクスを示す．本研究では，近似的にしか保存しない量に関する緩和ダイナミクスの理論的定式化と緩和率の評価について研究を進めた．核子系については，陽子・中性子などのバリオンとパイ中間子などのメソンの相互作用を記述する低エネルギー有効理論に基づいて，バリオンのスピン緩和を記述する方法について考察を進めた．また，これらの具体的な物理系に対する計算に加えて，近似的にしか保存しない電荷の緩和ダイナミクスを記述する一般論の構築についても研究を行い，，近似的対称性が自発的に破れていない場合については一般的な公式が得られた．