重いクォークを含む系の精密解析と標準模型を越える可能性:摂動論的QCDの新展開

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640289
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 小平 治郎 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40127080)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野木 哲也 京都大学, 基礎物理学研究所, 助教授 (70211802)
• Keywords: 量子色力学 / 摂動論 / 輻射補正 / 高エネルギー精密実験

Research Abstract

標準模型を越える模型の手がかりを得るという観点から、量子色力学(QCD)の予言精度を上げるべく、摂動・非摂動両側面から様々な研究がなされている。中でも、RHICに代表される新しい実験計画を念頭に置いたハドロン構造に関する考察、トップクォークに代表される重いクォークを含む系に対する摂動・非摂動的取扱の研究は近年着実な成果を上げている。
本研究では、重いクォークを含んだハドロンに対する非相対論的有効理論を用いたアプローチを重点的に調べた。近年、B中間子のハドロン崩壊に摂動論的QCDの手法が適用でき、ハドロンの光円錐波動関数を用いて記述できる可能性が指摘されている。軽い中間子の光円錐波動関数の解析は既に多くあるが、Bのような、重いクォークを一つ含む中間子は殆んど調べられておらず、今後の発展において重要な課題である。.光円錐波動関数は、演算子恒等式を用いて、その独立な形状因子に強い制限をつけることができる。この方法と、クォークが重い場合の有効理論を組み合わせることにより、高次のフォック状態を無視した近似で、波動関数が束縛エネルギーをパラメータとして完全に解けることを見出した。Bの崩壊を議論する上で、極めて重要な結果であると考えられる。(参考文献3-4)
構造関数に関しては、RHIC等の新しい実験計画を視野に入れ、横構造関数の統一的取扱い(参考文献1)、標準模型の検証に関する考察も行った。(参考文献2)。電弱理論で、「輻射ゼロ」と呼ばれる現象が知られているが、これを実験的に検証することは困難であると思われていた。しかし、予定されているRHICのエネルギー領域での偏極ピームの実験では、この現象が観測される可能性を見出した。理由は、電弱理論では偏極したクォークのみが反応に関与するので、偏極ビームは有利であること、'また、このエネルギー領域ではQCD補正が小さいことにある。

Research Products

• [Publications] J.Kodaira: "POLARIZED STRUCTURE FUNCTIONS IN QCD"Proceedings on Lepton Scattering, Hadrons and QCD. 81-88 (2001)
• [Publications] H.Kawamura: "REVISITING W GAMMA PRODUCTION AT RHIC"Progress of Theoretical Physics. 107. 125-137 (2002)
• [Publications] M.Kawamura: "B MESON LIGHT CONE DISTRIBUTION AMPLITUDES IN THE HEAVY QUARK LIMIT"Physics Letters. B523. 111-116 (2001)
• [Publications] H.Kawamura: "B MESON LIGHT CONE DISTRIBUTION AMPLITUDES AND HEAVY QUARK SYMMETRY"Int. J. Mod. Phys. A.. (in press). (2002)