Hadron Physics Group, Sophia University

04/08/2026

インド工科大学デリー校のMishra Amruta教授とハドロン物理学研究室のZhao Shujun (PD)、平野哲文(PI)は

Diffusion and shear viscosity coefficients of hot isospin asymmetric strange hadronic matter using a chiral SU(3) model

という題目の論文をプレプリントサーバーarXivに投稿しました。

原子核を構成する陽子・中性子に加えて、「ストレンジネス」と呼ばれる属性をもつハイペロン粒子を含む高温・高密度の核物質の輸送特性を理論的に研究しました。

重イオン衝突実験では、通常の物質とは大きく異なる極限状態の核物質が一瞬だけ生成されます。そのような環境で、粒子や各種の量子数（バリオン数、アイソスピン、ストレンジネス）がどの程度拡散するのか、また物質がどれだけ流れにくいかを表す「粘性」が重要な役割を果たします。

本研究では、量子色力学（QCD）の対称性を取り入れた「カイラルSU(3)模型」を用いて、高温・高密度のストレンジ核物質における拡散係数とせん断粘性係数を計算しました。

その結果、

・ストレンジ粒子（ハイペロン）の存在によって、物質中での拡散の仕方が大きく変化する
・ストレンジネスを含むと、せん断粘性が大幅に増加する
・陽子と中性子の数の偏り（アイソスピン非対称性）も拡散現象に重要な影響を与える

ことが分かりました。

これらの成果は、ドイツのFAIR施設で進められているCBM実験や、日本で計画されているJ-PARC-HI計画など、高密度核物質を探る次世代重イオン衝突実験のデータ解釈に役立つことが期待されます。

04/08/2026

ハドロン物理学研究室の吉田堅人(M1)、Zhao Shujun (PD)、平野哲文(PI)は

Necessary and sufficient conditions of nonlinear causality in viscous anisotropic hydrodynamics

という題目の論文をプレプリントサーバーarXivに投稿しました。

相対論的重イオン衝突反応では、ビッグバン直後の宇宙に存在したと考えられる「クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)」が生成されます。この高温・高密度の物質の時空発展を記述するために、相対論的流体力学が広く用いられています。

近年は、衝突直後の非常に非平衡な状態まで流体力学を適用するために、「異方的流体力学（Anisotropic Hydrodynamics）」と呼ばれる新しい理論が注目されています。

本研究では、この理論がアインシュタインの相対性理論と矛盾しないために必要な「因果律」の条件を調べました。具体的には、情報の伝わる速さが光速を超えないために満たすべき必要十分条件を数学的に導出しました。

さらに、異方的な系では情報の伝わり方が2つのモードに分かれることを明らかにし、導出した条件がそれらの伝播速度を適切な範囲に保つ役割を持つことを示しました。

今回の結果は、異方的流体力学を用いて重イオン衝突の初期段階を信頼性高く記述するための理論的基盤を与えるものです。

We derive the necessary and sufficient conditions for nonlinear causality in viscous anisotropic hydrodynamics (VAH) within the approximation that neglects small correction terms. Relativistic hydrodynamics provides a successful description of the space-time evolution of the matter produced in relat...

11/07/2026

ハドロン物理学研究室では、現メンバー、卒業生、関連研究者とともに、15周年記念のパーティを開催しお祝いをしました。

2011年に研究室がスタートしましたので、現在は16年目に突入しておりますが、そこはご容赦を。

今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

07/06/2026

ハドロン物理学研究室の平野哲文(PI)は6月29日から7月2日にパリで開催される国際ワークショップEmergent QCD Collectivity Across Scalesで

Dynamical core-corona initialisation in p+p and O+O collisions

という題目の招待講演を行います。

This workshop is the fifth edition of the International Small Systems workshop series, continuing a focused effort to understand how collective phenomena emerge in Quantum Chromodynamics (QCD). Building on the progress of previous meetings, this edition expands the discussion from small collision sy...

30/05/2026

ハドロン物理学研究室のSejal Singh(D3, LOTUS Program, BITS, Pilani)は6月1日から京都大学基礎物理学研究所で開催される国際会議QCD Critical Point and Hydrodynamic Evolutionにて

Boost invariant solution of dissipative spin hydrodynamic framework and thermal dilepton production

という題目の講演を行います。

18/05/2026

ハドロン物理学研究室のZhao Shujun(プロジェクトPD)と平野哲文(PI)は、藤井宏次博士（二松学舎大学）、板倉数記博士（長崎総合科学大学）、奈良寧博士（国際教養大学）とともに

Forward hadron production in pp collisions at LHC energies from an event generator based on the color glass condensate framework

という題目の論文をプレプリントサーバーarXivに投稿しました。

ハドロンや原子核の高エネルギー極限における普遍的な姿としてカラーグラス凝縮の存在が提案されていますが、現時点で確固とした証拠が得られていません。この論文ではカラーグラス凝縮の描像に基づき、LHC加速器における陽子同士衝突の前方ラピディティ領域におけるハドロン生成を記述するイベントジェネレータを作成し、筑波大学が中心となって開発しているALICE FoCal検出器の運動量領域における物理量の予言をしました。2030年に稼働予定のこの検出器を用いたカラーグラス凝縮の物理の発展が見込まれます。

We investigate inclusive forward single-hadron production in high-energy proton--proton collisions using a CGC-inspired Monte Carlo event generator, MC-CGC. We carried out a systematic study of the sensitivity of the running-coupling Balitsky-Kovchegov (rcBK) evolution equation to its initial condit...

08/04/2026

ハドロン物理学研究室の伊藤直哉(M2)と平野哲文(PI)は

Equilibrated fraction of QCD matter in high-energy oxygen-oxygen collisions

という題目の論文をプレプリントサーバーarXivに投稿しました。

この論文では昨年CERNの大型ハドロン衝突型加速器で行われた酸素同士衝突反応をコア－コロナ描像に基づく模型を用いて解析したものです。特に、最終的に生成されたハドロンのうち、どのくらいの割合が局所平衡に達したコア成分であったかを算出しました。その結果、中心衝突でも70%程度しかコア成分がなく、残りの30%は非平衡なコロナ成分であることが判明しました。このことは鉛同士のような大きな衝突系に比べて比較的小さい原子核の反応を解析するうえで、コア－コロナ描像のような平衡物質、非平衡物質のダイナミクスを同時に記述する重要性を指摘しています。

We quantify to what degree the QCD matter created in high-energy oxygen--oxygen ($\mathrm{O}+\mathrm{O}$) collisions at $\sqrt{s_{NN}} = 5.36$ TeV reaches a locally equilibrated state. For this purpose, we employ a novel framework based on the core--corona picture that describes the dynamics of both...

01/04/2026

ハドロン物理学研究室のZhao Shujun (PD)と伊藤直哉 (M2)は4月13日から24日に京都大学基礎物理学研究所で開催される国際モレキュール型プログラム

Intersection of nuclear structure and high-energy nuclear collisions 2026

でそれぞれ講演を行います。

講演題目は以下の通りです。

Shujun Zhao
From heavy-ion to small systems and forward region: Effects from early stage dynamics (invited talk)

Naoya Ito
QGP fraction based on core-corona picture in high-energy oxyge-oxygen collisions

01/04/2026

ハドロン物理学研究室の藤井真栄(上智PD)は、3月22日から4月4日まで、中国・武漢のCentral China Center for Nuclear Theory (C3NT)で開催されている国際研究会Jet-soft dynamical medium interaction in high-energy heavy-ion collisionsで招待講演を行います。

講演題目は

Rapidity scan of conserved charges in a dynamical soft-hard correlated approach

となります。

Research on jets in high-energy heavy-ion collisions has made significant advances on both theoretical and experimental fronts, progressively deepening our understanding of the Quark-Gluon Plasma (QGP) and its diverse properties. Recent theoretical and experimental studies suggest that exploring cor...

01/04/2026

ハドロン物理学研究室の平野哲文は本日付けで上智大学大学院 理工学研究科委員長を拝命いたしました。どうぞよろしくお願い申し上げます。