高エネルギー重イオン衝突事象におけるＱＧＰ生成過程の解明

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本研究の目的は、高エネルギー重イオン衝突におけるクォークグルーオンプラズマ(QGP)生成過程の解明である。高エネルギー重イオン衝突直後は、非常に強い古典的なカラー電磁場が系を特徴づけることが知られている。この強いカラー電磁場からの粒子生成とそれに伴う系の熱化によって、QGPの生成に至ると考えられているが、その具体的な時間発展の様子については、未だ十分な理解がない。本研究では、(1)こうしたQGP生成過程の非平衡発展を記述するような非平衡理論を、基礎理論である量子色力学に基づいて構築し、そして、(2)それの信頼できる数値シミュレーションを実行する。この二つの課題を通じて、QGPの生成過程の解明に挑む。昨年度は、グルーオンの非線形相互作用に平均場近似を適用する、という近似の下でそのようなQGP生成過程の非平衡理論を構築した。さらに、QGP生成過程の簡単な初期条件として、衝突直後の膨張する強いカラー電磁場が横平面に一様な電場的配位を持つような状況を考え、その数値シミュレーションを実行することで、QGP生成過程の時間発展の様子を議論した。本年度は、こうした昨年度の研究の発展として、主に以下のような研究を行った:(1)横方向に非一様性を持った強いカラー電磁場の場合への拡張を行い、初期フローなどの物理量を数値的に評価した。(2)2粒子既約形式に基づき、平均場近似を超えた理論の構築とその数値計算の実装を行った。そして、数値コストがもっとも少なく簡単で非自明な例である、2+1次元量子電磁気学の場合の数値シミュレーションを実行した。