2000 Fiscal Year Annual Research Report
双対ヒッグス理論に基く量子色力学のトポロジーヒカラーの閉じ込めの研究
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12640274
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
菅沼 秀夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10291452)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土岐 博 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (70163962)
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| Keywords | 量子色力学(QCD) / 閉じ込め / 格子QCD / 第1原理計算 / モノポール凝縮 / 双対超伝導理論 / 3クォーク系 / 双対ヒッグス機構 |
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| Research Abstract |
カラーの閉じ込めは、量子色力学(QCD)が示す最も顕著な非摂動論的物理現象であり、素粒子物理の最大の難問の1つである。閉じ込め機構に対する物理的な解釈として、「双対超伝導理論」(超伝導理論の電場と磁場とを入れ換えた理論)が提案され、真空中でのカラー磁気モノポール凝縮を理論的仮定として、カラー電場の1次元的なストリング化、クオーク間の線形ポテンシャルの生成等の閉じ込め現象のエッセンスが説明されたが、QCDとの関連は未解決であった。その後't Hooft(ノーベル物理学賞受賞者)が、あるゲージのQCDにおいてカラー磁気モノポールが現れる事を示した。本研究課題では、最大アーベリアン(MA)ゲージでの格子QCDに基づいて、双対超伝導理論の検証等を世界に先駆けて行なった。
1.MAゲージでの、グルーオンの非対角成分(非文角グルーオン)の位相に対する強いランダム性の発見。
2.非対角グルーオンの位相の強いランダム性が、非対角グルーオンの相関の急激なダンピング、即ち、非対角グルーオンの大きな有効質量に寄与することの発見。
3.格子QCD計算により、MAゲージでの非対角グルーオンの有効質量が1GeV程度とかなり大きなことを示し、これが、赤外アーベリアン・ドミナンスの物理的本質であるを指摘。
4.0.5GeV程度のカラー磁気遮蔽質量を示し、モノポール凝縮による双対ヒッグス機構を検証。
また、カラーの閉じ込めの物理的帰結として、「カラー・フラックス・チューブ描像」がクォーク3体のバリオンに対しても成立するか否かを調べた。即ち、3クォーク・ポテンシャルを、第一原理計算である格子QCDを用いて計算し、それが、近距離領域での1グルーオン交換ポテンシャルと長距離領域でのフラックス・チューブ型のポテンシャルの和で表されることを世界で初めて示した。
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[Publications] T.T.Takahashi,H.Matsufuru,Y.Nemoto,H Suganuma: "Three-Quark Potential in SU (3) Lattice QCD"Physical Review Letters. 86. 18-21 (2001)
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[Publications] H.Suganuma et al.: "Quark Confinement Physics from Quantum Chromodynamics"Nuclear Physics A. 670. 40-47 (2000)
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[Publications] H.Ichie,H.Suganuma: "Monopoles and Gluon Fields in QCD in the Maximally Abeliar Gange"Nuclear Physics B. 574. 70-106 (2000)
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[Publications] H.Toki,H.Suganuma: "Dual Gingburg Landan Theory for Confinement and Chiral Symmetry Breaking"Progress in Particle and Nuclear Physics. 45. 397-472 (2000)
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[Publications] H.Suganuma et al.: "Three-Quark Ground-State Potential Potintial in the SU (3) Lattice QCD"Nuclear Phoysics A. 680. 159-162 (2001)
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[Publications] H.Sugamuma,K.Amemiya,H.Ichie: "Infrared Abelian Dominance and Dual Higgs Mechemism in the Meximally Abelim Gerg"Nuchear Physics B (Proceedings Supplement). 83-84. 547-549 (2000)
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[Publications] H.Suganuma,M.Fukushima,H.Toki 編: "Quantum Chromodynamics and Color Confinement"World Scientific Publishing Co.. 410 (2001)
