格子QCD数値計算によるバリオン励起状態の研究

Research Project

Project/Area Number	15740137
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	佐々木勝一東大, 理学(系)研究科(研究院), 助手 (60332590)
Project Period (FY)	2003 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	量子色力学 / 格子ゲージ理論 / エキゾチック状態 / 励起状態 / 重粒子(バリオン) / ハドロン / ペンタクォーク / ノナクォーク
Research Abstract	1)日本の実験グループ(LEPS collaboration)によって発見された正のストレンジネス(S=+1)を持つエキゾッチクなバリオン、"ペンタクォーク"状態Θ(1540)に関する格子QCDを用いた研究を世界に先駆けて行った。未だ、実験的に確定していないペンタクォークの量子数(スピン、パリティ、アイソスピン)に関して、格子QCD数値実験を用いてその量子数を予言した。また、負のチャーム(C=-1)を持つエキゾチックなバリオンΘcの存在に関しても数値実験して、その質量が多くの現象論模型で予測されている程軽くはなく、むしろ核子・D中間子の崩壊閾値よりもはるかに重いことから、Θ(1540)のように寿命の長い共鳴状態ではなく、かなり寿命の短い共鳴状態の可能性が高いことを報告した。 2)格子QCD数値実験において、核子励起状態、Δ粒子励起状態(スピン1/2および3/2、正負パリティ状態)について詳細に有限体積効果の研究を行った。基底状態に比べ、励起状態に対する有限体積効果は無視できないくらい大きく、また、Δ粒子の有限体積効果は核子のそれとは逆に働くことが判明した。その原因が核子-Δ粒子の質量差における超微細構造相互作用の有限体積効果に起因している可能性を指摘した。 3)高エネルギー研究機構の4H(K-,N)反応実験(KEK-PS E471)で発見された、ストレンジネスをもったトライバリオンの構造に関する理論的解釈として、フレーバーSU(3)対称性を用いた群論による議論を用いて、9つのクォークで構成されるノナクォーク状態の可能性を提唱した。