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格子場の理論に基づくB中間子崩壊の高精度数値計算による標準理論の検証

Research Project

Project/Area Number 18J11457
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionOsaka University (2019)
Nagoya University (2018)

Principal Investigator

中山 勝政  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords格子場の理論 / 数値計算 / QCD / B中間子 / くりこみ / 格子QCD / 素粒子論
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、近年になって実験的にも注目され測定されている、B中間子の崩壊に関係する研究である。現在まで得られている実験結果と、標準模型に基づく従来の理論予想との間にはズレが存在し、詳細の議論を進めるためには理解しなければいけない問題として知られていた。本研究では、格子上における場の理論の定式化に基づいた数値計算を利用することで、従来の手法で必要とされていた仮定なしに理論予想を得ることを目標とした。特に、仮定によって不正確な理論予想を与えることが強く懸念されていたチャーモニウムの寄与に焦点をあてた。
前年度に開発したコード準備的な計算を元に、本年度ではより詳細な計算を進めた。具体的にはくりこみ定数と呼ばれる、物理量を正確に計算するために必要な量を決定した。計画段階で想定していた手法ではなく、本研究員が以前の研究でよく調べていたモーメントを利用したものに変更した。この新しい手法によって、想定していた手法よりも計算量が少なく曖昧さのない計算に成功した。
B中間子の崩壊過程を調べるために必要とされる2種類のくりこみ定数と、その混合を計算したのちに、実際に崩壊過程の理論計算にいおいて従来仮定していた因子化近似と呼ばれる近似が成立しているかどうかを調べた。その結果、2種類の演算子のうち一方は因子化近似の結果と無矛盾であるものの、もう一方には統計誤差を超えた明らかな近似の破れが確認された。この結果は従来の理論予測では不完全であった部分を実際に非摂動的な格子計算を用いて明らかにしたものであり、因子化近似を超えたさらに精度の良い計算や手法が必要になることを明らかにする。
半年での途中辞退であるため、実際に実験でズレが見られている物理量を計算しきることはできなかったものの、その計算に必要な量である 4点相関関数と繰り込み定数を計算しきることができ、因子化近似の破れを明らかにすることができたといえる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Atiyah-Patodi-Singer index on a lattice2020

    • Author(s)
      Hidenori Fukaya, Naoki Kawai, Yoshiyuki Matsuki, Makito Mori, Katsumasa Nakayama, Tetsuya Onogi, Satoshi Yamaguchi
    • Journal Title

      PTEP

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa031

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Charmonium contribution to B -> Kl^+l^-: testing the factorization approximation on the lattice2019

    • Author(s)
      Katsumasa Nakayama, Tsutomu Ishikawa, Shoji Hashimoto
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: 062

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] D mesons as a probe of Casimir effect for chiral symmetry breaking2019

    • Author(s)
      Tsutomu Ishikawa, Katsumasa Nakayama, Daiki Suenaga, Kei Suzuki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 100 Issue: 3 Pages: 034016-034016

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.034016

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Test of factorization for the long-distance effects from charmonium on B -> K l+l-2019

    • Author(s)
      Katsumasa Nakayama, Shoji Hashimoto
    • Journal Title

      PoS LATTICE2018 (2019)

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Casimir effect for nucleon parity doublets2019

    • Author(s)
      Tsutomu Ishikawa, Katsumasa Nakayama, Kei Suzuki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 99 Issue: 5 Pages: 054010-054010

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.054010

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lattice computation of the Dirac eigenvalue density in the perturbative regime of QCD2018

    • Author(s)
      Nakayama Katsumasa、Fukaya Hidenori、Hashimoto Shoji
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 98 Issue: 1 Pages: 054010-054010

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.014501

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Charmonium contribution to B -> Kl^+l^-: testing the factorization approximation on the lattice2019

    • Author(s)
      Katsumasa nakayama
    • Organizer
      37th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] B→ Kll崩壊における因子化近似の検証2019

    • Author(s)
      中山勝政
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-factorizable contribution in B-> K l^+l^- through the charmonium resonance2019

    • Author(s)
      Katsumasa Nakayama
    • Organizer
      2019 Lattice Workshop for US - Japan Intensity Frontier Incubation
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自発的に超対称性が破れた系の数値的研究2018

    • Author(s)
      中山勝政
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Test of factorization for the long-distance effects from charmonium in B → Kl+l-2018

    • Author(s)
      Katsumasa Nakayama
    • Organizer
      36th International Symposium on Lattice Field Theory(Lattice 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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