相対論的粘性流体モデルの構築によるクォークグルーオンプラズマの研究

点击翻译按钮获取中文摘要

陽子や中性子を構成するクォークやグルーオンは、量子色力学(QCD)によって記述される強い相互作用を行う。高エネルギー原子核衝突においては、QCD系は相転移を起こし核子からクォークが解放されたクォークグルーオンプラズマ(QGP)とよばれる多体系が生成されると考えられている。このQGPの時空発展を記述する非常に有力な手法が、相対論的な流体力学に基づいたモデルである。実験データを正しく記述するためには、粘性の影響を正しく評価する必要があることが知られている。相対論的な系における粘性散逸過程には多くの非自明性があり、本研究においては散逸流体モデルを構築することによってQGPの性質に迫ることを目的としている。当該年度においては、まず有限密度における散逸流体モデルによってずれ粘性、体積粘性およびバリオン拡散を考慮してその性質を調べた。特に正味バリオン成分に注目し、そこから輸送係数についての重要な情報が得られること、およびQGP生成にこれまで考えられていたよりも多くのエネルギーが使われている事を突き止めた。ここで正味バリオンは衝突軸に垂直方向のジオメトリーに依存しないことがこれまでの実験結果によって示されているため、横方向の膨張がない近似を考えている。横方向の流速まで加味した3+1次元散逸流体モデルについても既に理論的/数値的枠組みの構築に成功しており、近日中にさらに定量性の高い評価を行う見込みである。加えて、相対論的な流体力学そのものの発展として、因果律を保つために緩和効果をもたせた流体力学の安定性解析や、熱力学安定性との関連性の検討も進行しており、より強固な理論的背景をもつ枠組みが構築できている。