信頼性の高い有効模型によるQCD相構造の定量的解明

第一原理である格子QCDは有限密度で計算できないため、QCD相図の研究は理解されていない。格子QCDが計算可能な領域として、虚数化学ポテンシャル領域とアイソスピン化学ポテンシャル領域がある。我々は、これらの領域で格子QCDの結果を再現する有効模型を構築することに成功した。この模型は第一原理を再現する点で最も信頼できる上に、有限密度でも計算することができる。今年度は、この模型を用い有限密度領域を解析し、状態方程式を求めた。状態方程式は、高密度天体の内部計算にとって重要な量である。次に、虚数化学ポテンシャルと位相幾何学的項との関係性について議論した。前者は高温で荷電共役対称性の破れが起き、後者は低温でパリティー対称性の破れが起こる点で異なるが、それ以外で両者は似た振る舞いをすることがわかった。この位相幾何学的項は、宇宙初期の物質形成に関係していると考えられており、近年の高エネルギー実験において、この項の影響が見られる可能性が示唆された。そのため、有限温度で位相幾何学的項の影響を有効模型を用いて調べた。この項の影響で,宇宙初期の相転移が1次相転移になることを示し、物質生成のメカニズムの可能性を示した。

第一原理である格子QCDは有限密度で計算できないため、QCD相図の研究は理解されていない。格子QCDが計算可能な領域として、虚数化学ポテンシャル領域とアイソスピン化学ポテンシャル領域がある。我々は、これらの領域で格子QCDの結果を再現する有効模型を構築することに成功した。この模型は第一原理を再現する点で最も信頼できる上に、有限密度でも計算することができる。今年度は、この模型を用い有限密度領域を解析し、状態方程式を求めた。状態方程式は、高密度天体の内部計算にとって重要な量である。次に、虚数化学ポテンシャルと位相幾何学的項との関係性について議論した。前者は高温で荷電共役対称性の破れが起き、後者は低温でパリティー対称性の破れが起こる点で異なるが、それ以外で両者は似た振る舞いをすることがわかった。この位相幾何学的項は、宇宙初期の物質形成に関係していると考えられており、近年の高エネルギー実験において、この項の影響が見られる可能性が示唆された。そのため、有限温度で位相幾何学的項の影響を有効模型を用いて調べた。この項の影響で,宇宙初期の相転移が1次相転移になることを示し、物質生成のメカニズムの可能性を示した。