重イオン衝突実験における粒子生成の機構に関する理論的研究

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重イオン衝突実験における非摂動論的な粒子生成の機構として、強い電磁場中における粒子対生成の研究を行った。重イオン衝突実験は、ほぼ光速まで加速した2つの重いイオン同士を衝突させることで、普段は核子の中に閉じ込められているクオークとグルオンを支配する法則(QCD)を実験的に調べ、物質の起源や宇宙初期の様子を探るべく行われている実験である。重イオン衝突後には閉じ込めから解放されたクオークとグルオンがプラズマとして振る舞う状態(クオーク・グルオンプラズマ)が実現していると考えられているが、その状態に至るまでの時間発展の様子はいまだ完全には理解されていない。そこで、重イオン衝突直後には強いカラー電場(QCDにおける電場)が生じ、そこから粒子が発生するという描像に基づいて粒子生成の機構を研究した。前年度までの研究の拡張として、より現実的に重イオン衝突の系を記述するために、電場の存在領域が空間的に一様ではなく、ほぼ光速で膨張する場合の粒子対生成のダイナミクスを明らかにした。さらに、そのような電場の時空配位の帰結として、生成された粒子間に非自明な2粒子相関が生じることを示した。この結果は実験で観測されている2粒子間の運動量空間での長距離相関現象とも関連し、重イオン衝突直後の系の時空発展を理解する上で重要であると考えられる。