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高エネルギー ハドロン物理学 研究室

現在のメンバー 　平野哲文（講師、 2006 年 10 月着任） 　門内晶彦（Ｍ２） 　広野雄士（Ｍ１） 　大学院生募集中. 高エネルギー ハドロン物理学 研究室. （平野研究室）. 物質の最小単位. 素粒子物理学：要素還元主義的 物の最小単位は？ その支配する力学は？. 素粒子“多体系”の物理. クォークやグルーオンが多数集まった物質 クォーク・グルーオン・プラズマ（ＱＧＰ） 要素還元主義から全体主義へ. More is different. (Anderson, 1972). 研究の舞台. 主人公たち 物質粒子：クォーク ゲージ粒子：グルーオン

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Presentation Transcript

  1. 現在のメンバー • 　平野哲文（講師、2006年10月着任） • 　門内晶彦（Ｍ２） • 　広野雄士（Ｍ１） • 　大学院生募集中 高エネルギーハドロン物理学研究室 （平野研究室）

  2. 物質の最小単位 • 素粒子物理学：要素還元主義的 • 物の最小単位は？ • その支配する力学は？

  3. 素粒子“多体系”の物理 クォークやグルーオンが多数集まった物質 クォーク・グルーオン・プラズマ（ＱＧＰ） 要素還元主義から全体主義へ More is different. (Anderson, 1972)

  4. 研究の舞台 • 主人公たち • 物質粒子：クォーク • ゲージ粒子：グルーオン • 脇固め • ハドロン（クォークの閉じ込め） • 主人公たちのルール • 量子色力学 • (QuantumChromo Dynamics,QCD) • 主人公の振る舞い • クォーク・グルーオン・プラズマ • (Quark Gluon Plasma,QGP)

  5. 量子色力学の二つの顔 ＱＣＤの結合定数 エネルギースケール 漸近的自由性 クォークの 閉じ込め ＊２００４年にＧｒｏｓｓ， Ｗｉｌｃｚｅｋ，Ｐｏｌｉｔｚｅｒ が受賞している。

  6. ＱＧＰのレシピ １．圧力を加える、２．熱を加える …でもどうやって？ …どのくらい？

  7. ＱＧＰはどこにある（あった）？ 宇宙の歴史は 物質の歴史 初期宇宙を 満たしていた 物質の理解

  8. ＱＧＰはどこにある？ 光速の９９％まで 加速された原子核 を互いに衝突させ ると…… 注）写真はアメリカ・ブルックヘブン研究所のＲＨＩＣという加速器。

  9. 粒子の多重生成 正面から見た図 横から見た図 原子核の運動エネルギーを 熱エネルギーに転化 超高温物質を一瞬（~１０－２３sec）だけ生成

  10. 電磁気力ではなく「強い力(QCD)」が基礎理論となる物質の物理電磁気力ではなく「強い力(QCD)」が基礎理論となる物質の物理 高温・高エネルギー密度物質のフロンティア 人類が手にできる究極の物質作り ビッグバン直後の原始宇宙を実験室で再現 アカデミックなネタと違って、実験データと付き合わせながら物理を理解できる 宇宙と共に進化してきた我々の物質の起源を理解 ＬＨＣ加速器も動き出す良き時代 ＱＧＰ物理の魅力

  11. いまＱＧＰが一番熱い！ 温度にして ４桁大きい ＱＧＰ 数兆度で ＱＧＰ生成 １０１２ プラズマ 物理学 の領域

  12. 平野研究室では 重イオン衝突反応における クォークとグルーオンの 熱力学、（非平衡）統計力学、 相対論的流体力学

  13. ここ数年の研究のトピック • 流体数値シミュレーションに基づくＱＧＰ輸送と状態方程式の研究 • 相対論的粘性流体の数値シミュレーション • ハドロンガスの運動学的記述と輸送現象の研究 • 高エネルギー重イオン衝突の統合的模型の構築 • 高エネルギージェットや重いクォーク、重い中間子をプローブとしたＱＧＰの研究 • ジェット相関のエキゾチックな構造 • 高温ＱＧＰ物質からの熱輻射とカイラル対称性回復のシグナル • ストレンジネスを含む粒子の輸送 • ２粒子相関を用いた粒子源サイズ • カラーグラス凝縮の重イオン衝突への応用

  14. ＱＧＰ流体シミュレーション 左図：衝突軸に垂直な面、右図：散乱平面 地球上で作られる最も熱い物質の 時空発展をシミュレーション

  15. ＱＧＰは液体？ asahi.comより この結論に理論側から根拠を与えた

  16. ＱＧＰトモグラフィー トモグラフィー １．プローブを使う。（何を？） ２．プローブを測る。（どうやって？） ３．内部を知る。（どうやって？） ＱＧＰトモグラフィーは急速に 発展しているトピック

  17. ＱＧＰ中の不純物に着目 ジェット・トモグラフィ Color: parton density Plot: mini-jets y J/psi Au+Au 200AGeV, b=8 fm transverse plane@midrapidity Fragmentation switched off c J/psi抑制 c bar x ＱＧＰの阻止能の研究 最近は他にも重いクォークのブラウン運動

  18. ＱＧＰの温度を測る 太陽の温度を測るように ＱＧＰの温度を測ろう ＱＧＰからの輻射を 理論的に見積もる 超高温物質生成の直接的な証拠 媒質が動いている（流体）ので そう簡単ではない

  19. （カイラル）対称性が回復した世界としてのＱＧＰ（カイラル）対称性が回復した世界としてのＱＧＰ 温度 クォークの相図 バリオン化学ポテンシャル ２００７年６月３日 ＠東京国際フォーラム “真空”の変化、質量の起源

  20. 検索 研究室訪問は随時受付中 高エネルギーハドロン物理学研究室 場所 理学部１号館９階９０６室（居室） ９１０、９２２室（院生室） 問い合わせ先 hirano_at_phys.s.u-tokyo.ac.jp 研究室ホームページ http://tkynt2.phys.s.u-tokyo.ac.jp /qgphydro/ 検索してね！ 高エネルギーハドロン物理学

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