概要
核物理学の研究は、宇宙の質量の99％を占めるクォークとグルーオンで構成される物質を理解することに焦点を当てています。 この問題のほとんどは、原子の核、私たちが私たちの周りに見るすべてのもの（自分自身を含む）を構成するのと同じ原子で発見されています。 研究者は、クォークとグルーオンの超高温プラズマからビッグバン直後に宇宙がどのように進化したか、宇宙のさまざまな要素がどのように形成されたか、核が個々の陽子と中性子がどのように自然界で最も強い力で相互作用しているかなどの質問に答えようとしています。 陽子と中性子自体は宇宙におけるクォークの基本的な束縛状態であり、量子色力学によって記述されるグルーオン場と相互作用するクォークからこれらの状態がどのように形成されるかは、まだ十分に理解されておらず、活発な研究が行われている。
実験核物理学研究
この分野における現代の実験研究は、陽子と大核の両方の高エネルギー加速を使用していますが、現代の理論研究の多くは、データを理解し、詳細な予測を行うために高出力の計算施設に依存しています。 コロラド大学は、核物理学の理論的研究と実験的研究の両方で活発なグループを持っています。
理論的核物理学研究
この分野の物理学者は、量子色力学の理論を研究することによって強い力の性質を探求します。 電磁気学の量子論とは異なり、量子色力学は、より高いエネルギースケールまたは温度でプローブされると、基本的な粒子（クォークおよびグルーオン）がますます弱く相互作用するという性質を有する。 この理論の性質は漸近的自由と呼ばれます。
クォーク-グルオンプラズマ
漸近自由の興味深い結果の一つは、ある温度では、相互作用が非常に弱く、基本粒子がもはや通常の核内で束縛されない（con ned）ということである。 Niteの温度の量子色力学の最新式の計算機シミュレーションを使用して、T≤170MeV、または約2兆ケルビンであるためにこの温度を計算することは可能で この温度を超えると、物質はクォーク-グルオンプラズマと呼ばれる物質の新しい相にあります。 このクォーク-グルオンプラズマの性質を相対論的重イオン衝突型加速器（ＲＨＩＣ）と大型ハドロン衝突型加速器（ＬＨＣ）での実験を用いて調べた。
相対論的流体力学
RHICとLHCの実験データは、クォーク-グルオンプラズマが非常に良好な液体であり、粘度が非常に小さいことを強く示しています。 これは流体力学シミュレーションを用いた実験結果の理論的研究を動機とする。 これらの実験に関与するエネルギーは非常に大きいので、流体成分はほぼ光速で動いており、完全に相対論的な流体力学を使用する必要があります。
中性子星
非常に高い密度は、量子色力学の相互作用が弱くなるという意味で非常に高い温度に似ています。 中性子星の中心は宇宙で最も高い粒子密度に達すると予想されているので、中性子星はその内部コアにクォーク物質を抱く可能性があります。 中性子星の性質を研究し、観測データと比較することは、理論核物理学の研究テーマの一つでもあります。
参加教員
- ポール-ロマッチケ