Casimir effect in dense QCD matter

高密度QCD物質におけるカシミール効果

鈴木 渓   ; 藤井 大輔; 中山 勝政*

Suzuki, Kei; Fujii, Daisuke; Nakayama, Katsumasa*

通常のカシミール効果は真空中の光子場に対して定義される物理現象であるが、一方で固体物理で扱われる様々な準粒子場に対してもカシミール効果に相当する新奇な物理現象が生じることがある。原子核物理やQCDの分野においても、高密度クォーク物質/核物質を考えることで、同様の物理現象が実現される可能性がある。例えば、dual chiral density wave (DCDW)相と呼ばれる物質相は、高密度QCDの基底状態の候補として長年研究されている。本講演では、DCDW相におけるクォーク場から生じるカシミール効果の典型的な性質を理論的に示し、カシミールエネルギーなどの物理量が系のサイズの関数として振動する現象を提案する。この現象は、固体物理における対応物であるワイル半金属においても現れることが期待されており、クォーク物質と固体物性系との比較について議論を行う。

The conventional Casimir effect is defined for photon fields in the QED vacuum, whereas various quasiparticle fields realized in condensed matter systems can lead to novel types of Casimir-effect-like phenomena. In QCD and nuclear physics, such a situation is rare, but there are some possibilities in dense-QCD/nuclear matter. For example, the dual chiral density wave (DCDW) phase has been studied as the ground state of finite-density QCD. In this talk, we discuss the typical features of the Casimir effect in a small-size medium in such a ground state. The Casimir effect from quark fields leads to oscillations of physical quantities as a function of system size. A counterpart of this phenomenon is expected to appear also in Weyl semimetals, and we discuss the comparison between quark matter and Weyl semimetals.