有限温度格子QCDによる臨界温度以上でのチャーモニウムの消失に関する研究

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平成23年度は、昨年度から開発・研究を行ってきた、対角化の方法を用いたスペクトル関数(SPF)の新しい計算法及びそれを用いて得られた結果をまとめ、論文がPhysical Review誌に掲載された。また、研究会においても発表を行った。その具体的な内容は以下の通りである。本研究の目的は、RHICやLHC等での重イオン衝突実験においてクォーク・グルオン・プラズマ生成の重要なシグナルの一つであるチャーモニウム抑制を、格子QCDシミュレーションで理解することである。先行研究では、主に最大エントロピー法(MEM)を用いてSPFを計算し、チャーモニウムの消失温度が調べられたが、MEMにはいくつかの不明瞭な部分があった。そこで、MEMと異なる方法でこれまでの結果を検証することは有意義であると考え、対角化の方法を用いてSPFを計算する新しい手法を開発し、動的なクォークの寄与を無視したクエンチ近似でのシミュレーションに適用した。ここで、格子QCDシミュレーションでは、格子間隔や体積が有限であるため、離散的なスペクトルのみが得られるが、対角化の方法はそのような場合に適した方法である。まず、ゼロ温度の場合に本手法を用いた結果、高い精度でSPFの基底状態部分が得られ、MEMの結果とも一致した。さらに、励起状態に関してはMEMに比べてより精度のよい結果が得られた。次に、有限温度の場合では、先行研究と同様に、少なくとも臨界温度の1.4倍の温度までJ/ΨやηcといったS波基底状態のチャーモニウムが消失する明確な証拠は得られなかった。今後の課題は、動的クォークの効果を取り入れ、より高温でシミュレーションを行うことに加え、P波状態や励起状態についても高精度な結果を得ることである。その準備ため、本年度はさらに、アメリカとドイツに渡り、現地の研究者との議論や研究会への参加等により情報収集を行った。