2018 Fiscal Year Research-status Report
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16K05320
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
青木 保道 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (20292500)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 新物理探索 / 中間子 / 核子 / 格子ゲージ理論 / 陽子崩壊 / 複合ヒグス模型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では極微な世界を記述する新物理法則の探索を核子や中間子をプローブとして行う事を目標に、その理論計算の精度向上を目指している。格子ゲージ理論に基づく数値計算が現状で唯一の方法であるが、その精度向上のために、新しい計算技術の応用と新規開発を行いつつキーとなる物理量の計算を行う。
新物理の決定的証拠となる陽子崩壊事象をとらえようとする観測実験により寿命の下限の更新が進んでいる。本課題では、観測実験の結果から新物理候補理論の制限を行う橋渡しとなる陽子崩壊QCD行列要素の計算を行っている。技術の有効性を確認できたAMA(All-Mode Averaging)の物理点直上の計算への応用を進め、行列要素の一通りの大規模計算が、ドメインウォールフェルミオンとウィルソンフェルミオンの双方で完了した。さらに、それぞれで、物理的プロセスの崩壊幅の導出に必要な演算子くりこみの検討を行っており、その完成を待って、それぞれ論文に纏め出版する。
新物理法則の候補となる強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算を継続し、様々な分散縮小法を適用することにより、測定が困難な物理量についてもシグナルを得ることに成功している。昨年度から兆候を見いだしていた、フレーバー一重項擬スカラー(通常のQCDではη')が重くなる現象は、同スカラー(σ)が軽くなる現象と共に、新規な動力学の発現と考えられるが、最終解析の工夫により更なる精度向上が見込めるため、来年度にかけてそれを行い、出版の予定である。また、同モデルの電弱精密検証に重要な役割を担うSパラメタの測定にも成功しており、さらに、副産物として、テクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定も進めており、纏めて出版の予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
陽子崩壊の研究では、特にウィルソンフェルミオンで演算子くりこみの手法の開発で、カイラル対称性の仮定できない場合の理論的精査が不完全で、更なる検討が必要になった。同じ演算子くりこみでドメインウォールフェルミオンの場合は過去の手法の踏襲により実行可能であるが、今年度はハドロン３点関数の解析に注力したため、次年度に持ち越しとなった。
新物理法則候補の強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算からヒッグス粒子の候補となるフレーバー一重項スカラー(σ)の質量、とそれと対をなすη'質量の計算に成功したが、解析手法の工夫による更なる精度向上が見込めるため、研究を継続する。
同モデルの電弱精密検証に重要な役割を担うSパラメタ測定の副産物として、テクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定も行っており、事業延長により最終結果を導き、出版の予定で進めている。
また、分散縮小法の一つであるYang-Mils勾配流を用いた同模型の幾何学的性質と動力学との関連を理解するための、既存真空配位を用いた測定も行っており、主な結果は出そろったがその精査と最終結果の導出に時間を要する。
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| Strategy for Future Research Activity |
陽子崩壊の研究では、ウィルソンフェルミオンでの非摂動くりこみの理論的考察を進めており、これにより最終結果を導く計画である。同じ演算子くりこみでドメインウォールフェルミオンの場合は過去の手法を踏襲して完成させる。
8フレーバーQCD理論の格子計算では、フレーバー一重項スカラー(σ)の質量、とそれと対をなすη'質量の、解析手法の改良により精度向上を行い、最終結果を出版する。
同モデルのテクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定を完了し、Sパラメタと共に複合模型の可能性を探ると共に、発現している新規の動力学的側面を纏めて出版する。
また、同模型の幾何学的性質と動力学との関連に関する成果を纏め、こちらも出版を計画している。
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| Causes of Carryover |
当課題で計算を進めている陽子崩壊に必要なくりこみ手法は、カイラル対称性がほぼ厳密なフェルミオンを用いて考案されたものであるが、ウィルソンフェルミオンへの応用で想定外の挙動があり、その理解に時間を要した。現在は解決の道筋が立っているものの、詳細に調べて出版する価値のある発見である。また、近似的スケール普遍性のある理論の解析では、より精密な結果を導く可能性のある解析を行い、さらに、計算過程で生じた副産物まで含めた出版を行うために時間が必要となった。
これらの課題遂行のための計算機使用料、共同研究打合せと、成果発表のための旅費として、次年度に予算を執行する。
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