초록 ▼

핵물질은 무거운 핵속에서와 같은 핵자 밀도하에서 이미 partial chiral symmetry restoration 일어남이 알려져 있고, 더 높은 온도와 밀도(극한상황) 에서는 상전이가 일어나리라 기대된다. 세계적으로 이러한 현상들을 실험적으로 관측하기 위하여 미
국의 Brookhaven 과 유럽의 CERN에서 상대론적 중핵 충돌 실험(RHIC)을 진행하고 있다. 또한 독일의 GSI 일본의 KEK 에서는 특히 유한 밀도에서의 벡타중간자의 성질변화를 보려는 실험이 진행중이며 일본은 2000 연대 일본의 핵물리 연구를 JHF

핵물질은 무거운 핵속에서와 같은 핵자 밀도하에서 이미 partial chiral symmetry restoration 일어남이 알려져 있고, 더 높은 온도와 밀도(극한상황) 에서는 상전이가 일어나리라 기대된다. 세계적으로 이러한 현상들을 실험적으로 관측하기 위하여 미
국의 Brookhaven 과 유럽의 CERN에서 상대론적 중핵 충돌 실험(RHIC)을 진행하고 있다. 또한 독일의 GSI 일본의 KEK 에서는 특히 유한 밀도에서의 벡타중간자의 성질변화를 보려는 실험이 진행중이며 일본은 2000 연대 일본의 핵물리 연구를 JHF 50 GeV 가속기에 집중하는 계획을 수립했는데 그중 primary beam을 이용한 유한온도 핵물질의 성질연구가 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 세계적 추세에 발 맞추어 극한상황에서의 핵물질의 성질을 이해하고 새로운 이론을 개발하고 그 현상론적 결과들을 세계적으로 진행되어지는 실험에서 확인하는 방법을 재시하려 한다.
본 연구에서는 우선 극한 상황에서 핵물질을 다루는 이론적 체계를 이룩하였다. 즉 QCD 섭동이론과 유효장론 및 QCD sum rule 이용하여 일관성 있는 체계를 이룩하였다. 우선 QCD 섭동이론을 이용하여 색초전도 현상을 이해하였다. 유효장론에서 나오는 스커미온을 이용하여 보통의 핵물질에서 출발하여 밀도가 높은 극한 상황에서의 핵물질의 성질을 연구하였다. 그러한 핵물질 상태에서 파이온의 성질을 연구하였다.
또한 차모니움의 붕괴산란단면적을 체계적으로 접근하기 위하여 Peskin에 의하여 계산된 LO 계산을 Bethe Salpeter 방정식을 이용하여 쉽게 유도 하였으며 더 나아가 NLO 계산을 수행하였다. 이것을 이용하여 QCD 계산의 적용에너지 영역과 오차에
대한 정보를 얻을 수 있었다. 차모니움의 산란단면적을 또한 낮은 에너지에서 믿을만한 유효장론과 QCD sum rule 방법을 통하여 계산하였고 이를 종합하여 모든 에너지 영역에서 차모니움과 파이 중간자의 산란을 통하여 붕괴하는 단면적을 계산 하였다. 핵물질 속에서 진공변화에 의한 차모니움과 그 여기 상태의 질량변화를 계산하였다.
본 연구를 통하여 극한 핵물질을 다루는 이론적 체계를 이룩하였고 그것을 이용하여 여러 현상을 연구하였다. 특히 차모니움 산란단면적에 대한 연구에서는 여러 가지 이론을 종합하여 일관성 있는 결과를 얻을 수 있었고 이것은 상대론적 중이온 충돌에서 차모니움 감쇄현상을 분석하는데 결정적으로 쓰일 것이다. 더 나아가 본 연구의 결과로 독일 GSI의 차세대 가속기 센타에서 차모니움의 질량변화를 통하여 극한
핵물질의 특성을 측정할 수 있는 방법을 제안하게 되었다. 이러한 현상이 측정되면 본 연구를 통하여 이룩한 아이디어를 국제적 거대가속기를 통하여 확인하는 국제적으로 아주 중요한 공헌이 되리라 기대된다.

Abstract ▼

It is expected that chiral symmetry will be partially restored at nuclear matter
and that phase transition will take place at even higer density (extreme
condition). Experiments are planned and performed at Brookhaven, CERN, GSI
and in Japan to probe such states. The purpose of this project

It is expected that chiral symmetry will be partially restored at nuclear matter
and that phase transition will take place at even higer density (extreme
condition). Experiments are planned and performed at Brookhaven, CERN, GSI
and in Japan to probe such states. The purpose of this project is to develope a
unified formalism to probe such a state, to studies the phenomenological
consequences and to propose methods of verifying such consequences in on going
or future experiments.
A consistent theoretical formalism is developed to investigate the properties of
nuclear matter at extreme condition. The formalism includes methods based on
perturbative QCD, effective theories of QCD and QCD sum rules. Properties of
color superconductivity are investigated using perturbative QCD methods. Using
skyrmions from effective models, nuclear matter properties were calculated and
probed to extreme high density.
To investigate the charmonium dissociation cross section by hadrons in a more
consistent way, the LO QCD result first obtained by Peskin has been rederived
using the Bethe Salpeter equation and QCD factorization theorem and then
extended to calculate the NLO QCD result. Moreover, the cross section has also
been calculated using an effective lagrangian method and QCD sum rule method,
which are expected to be valid near the threshold. The calculation have been
combined to estimate the cross section for all energy range.
Finally the mass shift of charmonium states immersed in nuclear matter are
calculated.
A consistent theoretical scheme has been developed to investigate the properties
of nuclear matter at extreme condition. In particular, various model calculations
have been performed to calculate the charmonium dissociation cross section
consistently in all energy range, which will be essential to estimate the amount
of charmonium suppression in RHIC due to nuclear matter. Moreover, as a
result of the present project, a proposal has been made to the future accelerator
facility at GSI to measure the mass shift of charmonium states in nuclear matter.
If such phenomena are observed in the experiments, it will be a landmark
contribution to the international community.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...10
• 3. 결과 및 고찰...12
• 4. 결론...16
• 5. 인용문헌...16