2020 Fiscal Year Annual Research Report
Non-perturbative calculations of the hadronic structure functions for understanding of the universe's matter dominance
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17K14309
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
大木 洋 奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (50596939)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 格子QCD / 素粒子論 / CP対称性の破れ / 素粒子標準模型を超えた物理 / 初期宇宙 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の重要な課題の一つは量子色力学(QCD)の第一原理に基づいた核子の電磁双極子能率(EDM)の精密計算である。EDMは物質優勢宇宙となるための必要条件であるCP対称性の破れに起因する重要な事象であり、高精度のEDM検出実験が計画されている現在、その実験と比較するための精密な理論計算が重要である。核子EDMの理論計算では、クォークにおけるCP対称性を破る相互作用がどのように寄与するかを定量的に計算する必要があり、本研究ではQCDの非摂動定式化である格子場の量子論を用いる事で定量的に計算を行う事が出来る。昨年度から外部電場中におけるCP対称性を破る演算子を用いた新しい核子EDMの格子計算手法の研究を行なっており、この方法をθ項と呼ばれるゲージ場の非自明なトポロジーの揺らぎ(トポロジカル電荷)のによって引き起こされるCP対称性の破れに応用することで、トポロジカル電荷密度演算子の行列要素から直接的にEDMを評価することが可能となり、これによりゲージ場に起因する大きな揺らぎが抑制されることが期待される。現在、更なる統計誤差の改善を行うためディラック演算子の低固有値モードとall-to-all伝播関数を併用した数値シミュレーションを進めており、近い将来その研究成果を発表する予定である。またEDM計算と並行して、核子4点相関関数を用いた計算手法をより一般的な演算子に拡張する事で、ニュートリノ散乱実験におけるハドロン物理の寄与を格子QCDから計算する手法に応用する研究を行った。その解析公式や基礎的な計算手法については既に論文として発表しており、今後は現実的格子QCDのシミュレーションに応用する事で、核子EDMやニュートリノを含む物理におけるハドロン寄与の定量的な評価を行う研究へと発展することが期待される。
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