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格子量子色力学を用いた軽い原子核の計算方法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaResearch on the Emergence of Hierarchical Structure of Matter by Bridging Particle, Nuclear and Astrophysics in Computational Science
Project/Area Number 23105708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

山崎 剛  名古屋大学, 基礎理論研究センター, 特任助教 (00511437)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords素粒子論
Outline of Annual Research Achievements

原子核は陽子・中性子(核子)から構成されていて、それらは強い相互作用により原子核中に束縛されている。しかし、クォークとグルーオンで記述される強い相互作用の理論、量子色力学から原子核が構成されるかを理論的に検証する事は非常に難しい。この問題の大きな原因は、強い相互作用の閉じ込めの性質により解析的計算が非常に難しいためである。そのため、第一原理から原子核を計算するには非摂動論的計算方法が必要である。本研究では、数値的に非摂動論計算が可能な格子量子色力学を用いて、原子数が小さな原子核について、第一原理計算により原子核が構成されるかを検証する事を目的とした研究を行った。
当該年度以前の研究では、クォーク真空偏極効果を無視した近似を用い、クォーク質量が現実より重い領域(パイ中間子質量700MeV)では、ヘリウム原子核よりも小さな原子核が強い相互作用で形成されている事を示唆する結果を得た。
当該研究期間では、クォーク真空偏極効果を取り入れ、以前の計算よりも軽いクォーク質量(パイ中間子質量500MeV)での計算を行う事で、これまでの計算に含まれていた主要な系統誤差を取り除き、より信頼性の高い計算から原子核が形成されるかを検証した。その結果、以前の結果と同様に、原子数の小さな原子核はこのクォーク質量で強い相互作用により形成される事を示唆する結論を得た。この成果をまとめた論文はフィジカルレビューDに掲載された。現在さらに軽いクォーク質量での計算を進行中である。
また、原子数5以上の原子核計算方法についても研究を行った。計算方法を導出するまでには至らなかったが、計算に伴う問題点を明確にする事ができたので、今後この成果を用いて大きな原子核の計算方法を確立し、その方法を用いた基礎研究へ繋げていく予定である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Short Distance Repulsion Among Baryons2013

    • Author(s)
      S. Aoki, J. Balog, T. Doi, T. Inoue, P. Weisz
    • Journal Title

      Int. J. Mod. Phys

      Volume: E22 Issue: 1 Pages: 1330012-1330012

    • DOI

      10.1093/ptep/pts002

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Helium Nuclei, Deuteron and Dineutron in 2+1 Flavor Lattice QCD2012

    • Author(s)
      T.Yamazaki, K.-I.Ishikawa, Y.Kuramashi, and A.Ukawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86 Issue: 7 Pages: 74514-74514

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.074514

    • NAID

      120007137175

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bound states of multi-nucleon channels in Nf=2+1 lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki 他3名
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: LATTICE2012

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Bound state of two-nucleon systems in quenched lattice QCD2012

    • Author(s)
      T.Yamazaki
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: LATTICE2011

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two nucleon bound states in quenched lattice QCD2011

    • Author(s)
      T.Yamazaki, Y.Kuramashi, A.Ukawa
    • Journal Title

      Physical Review

      Volume: D84 Issue: 5 Pages: 54506-54506

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.054506

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Calculation of light nuclei from Nf=2+1 lattice QCD2013

    • Author(s)
      山崎 剛
    • Organizer
      HPCI分野5全体ミーティング
    • Place of Presentation
      富士ソフトアキバプラザ(東京)
    • Year and Date
      2013-03-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Calculation of light nuclei from lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki
    • Organizer
      Quarks to Universe in Computational Science (QUCS 2012)
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良)
    • Year and Date
      2012-12-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nf=2+1格子QCDによる多核子系束縛状態の研究2012

    • Author(s)
      山崎 剛
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都)
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Calculation of light nuclei from Nf=2+1 lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki
    • Organizer
      「素核宇宙」×「新ハドロン」クロスオーバー研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2012-07-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Calculation of light nuclei from Nf=2+1 lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki
    • Organizer
      Lattice Hadron Physics IV (LHP IV)
    • Place of Presentation
      アデレード大学(アデレード・オーストラリア)
    • Year and Date
      2012-07-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Calculation of light nuclei from Nf=2+1 lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki
    • Organizer
      the XXXth International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice2012)
    • Place of Presentation
      Cairns Convention Centre(ケアンズ・オーストラリア)
    • Year and Date
      2012-06-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Light nuclei from quenched lattice QCD2012

    • Author(s)
      Takeshi Yamazaki
    • Organizer
      New Horizons for Lattice Computations with Chiral Fermions
    • Place of Presentation
      ブルックヘブン米国立研究所(ニューヨーク・アメリカ)
    • Year and Date
      2012-05-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 格子QCDを用いた軽い原子核の計算2012

    • Author(s)
      山崎剛
    • Organizer
      HPCI戦略プログラム分野5「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Bound states of multi-nucleon systems from lattice QCD2012

    • Author(s)
      T.Yamazaki
    • Organizer
      2nd AICS International Symposium
    • Place of Presentation
      理研計算科学研究機構(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 格子QCDによる二核子系束縛状態の研究2011

    • Author(s)
      山崎剛
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県)
    • Year and Date
      2011-09-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Bound state of two-nucleon systems in quenched lattice QCD2011

    • Author(s)
      T.Yamazaki
    • Organizer
      the XXVIVth International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice2011)
    • Place of Presentation
      The Village at Squaw Valley(カリフォルニア・アメリカ)
    • Year and Date
      2011-07-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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