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クォーク・グルーオン・プラズマの物理―実験室で再現する宇宙の始まり― 

書籍情報
シリーズ名基本法則から読み解く物理学最前線 【3】巻
ISBN978-4-320-03523-2
判型A5 
ページ数196ページ
発行年月2014年04月
本体価格2,000円
クォーク・グルーオン・プラズマの物理 書影
クォーク・グルーオン・プラズマの物理

 宇宙初期に存在していた超高温物質QGPが最近実験的に作り出せるようになった。このQGPについて,実験の最新成果を含めて詳しく解説している。
 本書は,QGPが人工的に作れるようになってからの日本語によるQGPの解説書としては,最初のものである。
 内容は,多数の図を用いてわかりやすく,理工系の大学生以上向けに,やさしく解説している。特に,予備知識なしでも理解できるように,クォークとグルーオン,相対論的運動学,クォークとグルーオン間の力学である量子色力学について,最初の1/3を割いて解説している。また,QGP生成の手段である,高エネルギー原子核衝突実験と,その測定量について詳しく説明し,衝突型加速器RHICでのQGP発見についても,特に,発見上重要な実験データを原著論文から多数紹介しながら,詳しく解説している。
 著者は,RHICでのQGP研究の2大実験の一つであるPHENIX実験の副実験代表者であり,RHICでの研究により,2011年仁科記念賞を受賞している。

目次

第1章 宇宙初期の超高温物質を作る

第2章 クォークとグルーオン
2.1 物質の階層構造
2.2 素粒子の標準モデル

第3章 相対論的運動学と散乱断面積
3.1 自然単位系
3.2 特殊相対性理論
3.3 相対論的運動学
3.4 散乱実験と散乱断面積

第4章 クォークとグルーオン間の力学―量子色力学QCD入門―
4.1 場の理論の考え方
4.2 ラグランジアン:相互作用を表現する関数
4.3 量子電磁力学QEDのラグランジアン
4.4 ゲージ対称性とゲージ理論
4.5 カラー
4.6 量子色力学QCDのラグランジアン
4.7 摂動論とファインマン図
4.8 高次の摂動とくりこみ理論
4.9 漸近自由性
4.10 格子QCD理論

第5章 QCD相構造とクォーク・グルーオン・プラズマ
5.1 クォークの閉じ込め
5.2 カイラル対称性
5.3 対称性の自発的破れ
5.4 カイラル対称性の自発的破れとクォーク凝縮
5.5 QCDの相構造
5.6 MITバッグ・モデルによるQCD相転移の推定
5.7 格子QCD計算によるQCD相転移

第6章 高エネルギー原子核衝突
6.1 主な重イオン加速器
6.2 高エネルギー原子核衝突実験
6.3 核子の構造とパートン分布関数
6.4 核子+核子衝突反応
6.5 原子核衝突反応

第7章 RHICでのクォーク・グルーオン・プラズマの発見
7.1 ブジョルケン・エネルギー密度
7.2 ハドロン生成:終状態での熱平衡の達成
7.3 発見1:高横運動量粒子生成の抑制
7.4 発見2:強い楕円フロー
7.5 直接光子測定による高温相の検証

第8章 クォーク・グルーオン・プラズマ研究の展開
8.1 LHCでのジェット抑制の測定
8.2 ゆらぎと高次のフロー強度vn
8.3 重いクォークの測定
8.4 J/ψとΥの抑制
8.5 展望―QGP物性の定量的理解を目指して

付録 参考図書等の案内