実時間領域の場の理論、弦理論の記述に向けた解析接続手法の開発

• Project/Area Number: 15J02081
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川井 大輔 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 格子ゲージ理論 / 数値計算 / 散乱現象 / 格子QCD / メソン / Smearing / HAL QCD / 実時間発展 / カオス

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、本研究の目的である場の理論の実時間ダイナミクスの理解を進めるため、昨年作成した格子ゲージ理論に基づいたphase shift計算アルゴリズムをもとに、実際の散乱現象について解析を行った。この研究から、まず私が本研究で作成したアルゴリズムの系統的な振る舞いが理解されるとともに、アイソスピン１のチャンネル計算の結果からHAL QCD法に基づいてはじめてρメソンが存在する兆候をつかむことができた。
まず１つ目に得られた結果である、今回開発したアルゴリズムの系統的な振る舞いについてであるが、この点について詳細な研究を行い、この系統的振る舞いが散乱位相差に忠実なnon-local potentialをderivative expansionを用いてlocal potentialに近似しているために生じてきた振る舞いであり、高次項まで考えて非局所ポテンシャルを展開することにより通常のHAL QCD法で計算した結果と一致することを示した。
この統計的振る舞いに対する理解のもと、アイソスピン１のππ散乱にρメソンの存在を示す結果をHAL QCD法に基づいた計算で初めて示した。また、得られたポテンシャルを用いてpoleをBreit-Wignerのようなフィットに依らずに直接探索し、second Riemann sheetにpoleが存在することを示した。本研究はHAL QCD法が共鳴状態を捉えられることを示した初の研究であり、HAL QCD法に基づいた一連の解析手法が共鳴状態の物理量を計算する上で有用であることを初めて実証出来た点で非常に有用な研究である。
これらの研究結果は、本研究の主目的である、実時間の場の理論のダイナミクス、特にメソン間相互作用について格子ゲージ理論に基づいて計算する新しい手法を開発することができたことを示しており、学会に大きなインパクトを与える結果である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学サンタバーバラ校(米国)
• [Journal Article] $I=2$ $\pi\pi$ scattering phase shift from the HAL QCD method with the LapH smearing (2018)
  • Author(s): Daisuke Kawai, Sinya Aoki, Takumi Doi, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Takaya Miyamoto, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2018 Issue: 4 Pages: 1-19
  • DOI: 10.1093/ptep/pty032
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ρ resonance from the I = 1 ππ potential in lattice QCD (2018)
  • Author(s): Kawai Daisuke
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 175 Pages: 05007-05007
  • DOI: 10.1051/epjconf/201817505007
• [Journal Article] Smallest matrix black hole model in the classical limit (2017)
  • Author(s): David Berenstein, Daisuke Kawai
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A holographic description of the Schwinger effect in a confining gauge theory (2015)
  • Author(s): D. Kawai, Y. Sato and K. Yoshida
  • Journal Title: Int. J. Mod. Phys. A Volume: 30 Issue: 11 Pages: 20-48
  • DOI: 10.1142/s0217751x15300264
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chaotic strings in a near Penrose limit of AdS_5 x T^{1,1} (2015)
  • Author(s): Y. Asano, D. Kawai, H. Kyono and K. Yoshida
  • Journal Title: JHEP Volume: 1508 Issue: 8 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1007/jhep08(2015)060
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] I=1 \pi\pi scattering in HAL QCD method with the LapH smearing (2018)
  • Author(s): Daisuke Kawai
  • Organizer: INT Workshop INT-18-70W Multi-Hadron Systems from Lattice QCD
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] I = 1 \pi\pi scattering in HAL QCD method with the LapH smearing (2018)
  • Author(s): Daisuke Kawai
  • Organizer: Workshop of the Doktoratskolleg “Hadrons in Vacuum, Nuclei and Stars”
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Potentials between two pions with smeared quarks (2017)
  • Author(s): 川井 大輔
  • Organizer: 日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学 (豊中市)
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ρ resonance from the I=1 ππ potential in lattice QCD (2017)
  • Author(s): 川井 大輔
  • Organizer: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [Presentation] The phase shift in I=1 and 2 \pi\pi scattering from the HAL QCD method with the LapH smearing (2017)
  • Author(s): 川井 大輔
  • Organizer: 素粒子・原子核・宇宙「京からポスト京に向けて」シンポジウム
• [Presentation] 大会、” An application of stochastic LapH method to adorn interaction in lattice QCD (2016)
  • Author(s): 川井 大輔
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学 (宮崎市)
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] An application of stochastic LapH method to Hadron interaction in lattice QCD (2016)
  • Author(s): Daisuke Kawai
  • Organizer: Lattice 2016
  • Place of Presentation: Southermpton (UK)
  • Year and Date: 2016-07-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chaotic strings in the AdS/CFT correspondence (2015)
  • Author(s): Daisuke Kawai
  • Organizer: Eighth Taiwan String Workshop
  • Place of Presentation: 国立清華大学 (台湾 新竹市)
  • Year and Date: 2015-11-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chaotic strings in a near Penrose limit of AdS5 × T1,1 (2015)
  • Author(s): Daisuke Kawai
  • Organizer: Developments in String Theory and Quantum Field Theory
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所 (京都市)
  • Year and Date: 2015-11-10
  • Int'l Joint Research