2018 Fiscal Year Annual Research Report
Nonperturbative Properties of Quarks, Gluons and Hadrons based on Quantum Chromodynamics
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15K05076
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
菅沼 秀夫 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10291452)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子色力学(QCD) / クォーク / グルーオン / カラーの閉じ込め / 強磁場 / 非可換ヒッグス理論 / 次元縮小 / モノポール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強い相互作用の基礎理論である量子色力学（ＱＣＤ）に基づき、現代物理学においても未解決な問題である「カラーの閉じ込め」に関する独自性の高い下記の研究を行った。
１．ＱＣＤにおける「カラーの閉じ込め」と「強磁場中の物理」の類似性の研究：カラーの閉じ込めはＱＣＤが示す「極めて特異な現象」であり、他の物理系では殆ど見られない。その謎を解く鍵のひとつは「カラー電束の１次元化」であるが、実は、物理において非常にポピュラーな「強磁場」という状況下では、荷電粒子の 最低ランダウ準位のみが主要となり、結果、有効次元が減少し、空間自由度が１次元的になる。そこで、ＱＣＤとは異なる“SU(2)の非可換ヒッグス理論”を対象に、「一定の強磁場」を想定し、研究を行った。その結果、荷電ベクトル場がゼロ質量になる「臨界強磁場」中での非可換ヒッグス系においては、磁場の方向に「空間１次元的な強相関」が生じ、ＱＣＤの閉じ込め現象に特徴的な「線型ポテンシャル」が現れることを示した。これは、新しいタイプの閉じ込め現象の可能性を示唆するものである。
２．クォークの閉じ込めに対する双対超伝導描像の定量的研究：クォークの閉じ込め機構の有力な仮説の１つに、南部・トフーフト・マンデルスタムが提唱した「双対超伝導描像」がある。これは、ＱＣＤ真空を「超伝導と双対な系」と捉え、ＱＣＤモノポールの凝縮により、カラー電束の１次元化を説明する物理的な描像である。我々は、最大可換ゲージでのSU(3)ＱＣＤに対して、大きなサイズでの高統計の格子ＱＣＤ計算を行い、中間子およびバリオン中での「クォークに対する閉じ込め力」に対する、ＱＣＤモノポールの寄与を高精度で計算した。その結果、中間子とバリオン（３クォーク系）の双方について、「ハドロン中のクォーク閉じ込め」に対して、ＱＣＤモノポールの寄与が主要である等の「モノポール・ドミナンス」を定量的に示した。
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| Remarks |
※ researchmapと個人のwebページに、発表論文、及び、国際会議や日本物理学会での招待講演などの研究成果を記載している。
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Research Products
(8 results)
