カラーガラス凝縮液

カラーガラス凝縮（CGC）は、原子核が光速近くで衝突したときに原子核内に存在すると理論づけられている物質の一種である。このような衝突では、非常に小さな運動量、より正確にはビョルケンスケーリング変数を持つグルーオンに敏感になる。運動量の小さなグルーオンは密度が非常に大きいため、衝突の記述では主にその役割を担う。これは、高運動量グルーオンはより小さな運動量グルーオンに分裂する可能性が高いためである。グルーオン密度が十分に大きくなると、グルーオン-グルーオン再結合によって、グルーオン密度がどれだけ大きくなるかという制限が課せられる。グルーオン再結合がグルーオン分裂と釣り合うと、グルーオン密度が飽和し、ハドロン物質の新しい普遍的な特性が生み出される。この飽和したグルーオン物質の状態は、カラーガラス凝縮と呼ばれる。^[1]${\displaystyle x_{Bj}}$

「カラーガラス凝縮体」という名称の「カラー」は、強い核力の結果としてクォークとグルーオンが持つ電荷の種類を指します。「ガラス」という言葉は、シリカなどの無秩序で、短期スケールでは固体のように振る舞い、長期スケールでは液体のように振る舞う物質を指す用語から借用したものです。CGC相では、グルーオン自体は無秩序で、位置が急速に変化しません。「凝縮体」とは、グルーオンの密度が非常に高いことを意味します。

カラーガラス凝縮体は、RHIC、大型ハドロン衝突型加速器^[2]や将来の電子イオン衝突型加速器^[3]などの高エネルギー条件下でのみ観測できる物質の固有の特性を表しています。

カラーガラス凝縮体は、すべての高エネルギーで強く相互作用する粒子の特性を表す物質の普遍的な形態として提案されているため重要です。これは、強い相互作用の理論である量子色力学の第一原理に従う単純な特性を持っています。高エネルギー衝突で粒子がどのように生成されるか、これらの粒子内部の物質自体の分布など、多くの未解決の問題を説明できる可能性があります。

CERNの研究者たちは、陽子と鉛 イオンの衝突中にカラーガラス凝縮体が生成されたと考えています。この種の衝突では、新しい粒子が生成され、さまざまな方向に飛び散るのが標準的な結果です。しかし、LHCのコンパクトミューオンソレノイド（CMS）チームは、200万回の鉛陽子衝突のサンプルで、いくつかの粒子ペアがそれぞれの方向を相関させながら互いに離れて飛んでいくことを発見しました。^[2] この方向の相関は、粒子が衝突している間にカラーガラス凝縮体が存在することによって引き起こされる可能性のある異常です。

衝突中に見られるグルーオンの高密度は、原子核の収縮によって説明されることが多い。したがって、この原子核は運動方向に沿って圧縮されているように見え、その結果、原子核内のグルーオンは、静止した観測者には光速に近い速度で移動する「グルーオンの壁」のように見える。非常に高いエネルギーでは、この壁内のグルーオンの密度は大幅に増加する。しかし、この説明は2つの理由で正しくない。^[4]

1. このような記述はフレームに依存するため、ローレンツ不変性に違反します。つまり、物体の構造の基本的な記述はフレームの選択に依存できません。古典的な類推としては、コリオリの力などの架空の力を使用して基本的な記述を提供する場合が挙げられます。
2. 衝突実験ではペンローズ・テレル効果により収縮は観測されない。

衝突の正確な記述は、フレームに依存しない光波面 関数^{[5] [6]}を用いて行うことができます。

• グラスマ

• 「カラーガラス凝縮物の背景」ブルックヘブン国立研究所。
• McLerran, Larry (2001 年 4 月 26 日)。「カラー ガラス凝縮体と Small x Physics: 4 つの講義」。
• Iancu, Edmond; Venugopalan, Raju (2003 年 3 月 24 日)。「QCD におけるカラー ガラス凝縮と高エネルギー散乱」。
• Weigert, Heribert (2005 年 1 月 11 日)。「小さな x_bj での進化: カラー ガラス凝縮体」。
• Riordon, James; Schewe, Phil; Stein, Ben (2004 年 1 月 14 日)。「カラー ガラス凝縮物」。aip.org。
• モスコウィッツ、クララ (2012 年 11 月 27 日)。「カラーガラス凝縮: 大型ハドロン衝突型加速器によって新しい物質状態が生成された可能性がある」HuffingtonPost.com
• トラフトン、アン (2012 年 11 月 27 日)。「鉛と陽子の衝突で驚くべき結果が得られる」。MITnews。

• チルダーズ、ティム (2019-09-24)。「アインシュタインの理論は物質の奇妙な状態を予測しています。それは世界最大の原子粉砕機に潜んでいるのでしょうか?」livescience.com 。2019-09-24に閲覧。