Lattice computation with nucleon and meson for new physics

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05320
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2018-2019); High Energy Accelerator Research Organization (2016-2017)
• Principal Investigator: Aoki Yasumichi 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)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 新物理探索 / 中間子 / 核子 / 格子ゲージ理論 / 陽子崩壊 / 複合ヒッグス模型 / 暗黒物質 / 非摂動くりこみ

Outline of Final Research Achievements

Using the vacuum ensemble of the microscopic wold generated using a fundamental physics low on a supercomputer, yet another computation of physical quantities on a supercomputer is necessary. By carefully selecting the method and/or by developing a new method of the "computation" to make full use of the ensemble, a precision determination of the parameter necessary for proton lifetime estimate was made possible. The same strategy yielded a test of the composite Higgs model where the Higgs particle is not an elementary particle of the standard model but expressed as a composite of a new fermion and an antifermion.

Free Research Field

数値的手法による素粒子理論、特に格子量子色力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

極微の世界の物理法則はヒッグス粒子の発見で完成した標準模型が最も成功を収めているが説明できない物理現象も存在する。標準模型を超える物理法則の可能性を探ることで、この宇宙の真理に迫ることが、素粒子物理学の最大のテーマである。本課題ではスーパーコンピュータを用いる手法の改良で、この真理の探求に二つの異なる方向:一つは標準模型中の量子色力学から、もう一つは新法則候補である量子色力学の類似理論の直接シミュレーションから切り込み、スパコンの計算の効率化に寄与する成果を得ることに成功した。