2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quark-hadron duality in B meson semileptonic decays
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18H03710
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
橋本 省二 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (90280510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大木 洋 奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (50596939)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 格子QCD / B中間子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
B中間子のセミレプトニック崩壊において、終状態ハドロンの基底状態だけでなく、励起状態も含めた全体を、格子QCDを用いたシミュレーションによって計算する手法を開発することが本研究計画の目的である。クォークを基本自由度として計算する摂動法と、実験で得られるハドロンの過程が関係しているという「クォーク・ハドロン双対性」の仮定を置くことなく、実験で測られる量を格子QCDで直接計算することに研究の主眼がある。
当初、運動学的量を移動した点での散乱振幅を、解析接続を使って評価することを考えていたが、研究を進めるうちに、より見通しのよい手法を利用できることがわかり、研究の主要な対象を新たなその手法に移行した。
新しい手法では、格子上でのハドロン相関関数の時間発展の情報を使って、物理的な振幅のエネルギーに関する重みつき積分を実行する。重み関数が十分になめらかなときには、チェブシェフ多項式による近似を使って格子計算で得られた相関関数で積分を精密に再構成できる。こうして得られたある種のスペクトル関数は、さまざまな終状態ハドロンの寄与を自然に含んでおり、かつ格子QCD計算で非摂動的に計算することができる。
2019年度には、ハドロンの２点関数についてこの新しい手法の詳細を調べ、実際の格子QCDデータを用いたテスト的解析の結果も含めて論文にまとめた。そこでは、将来のセミレプトニック崩壊への応用についても考察した。実際の解析は次年度移行の課題となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた解析接続を用いて実験値と格子QCD計算を結びつけるやり方は、理論的に厳密な扱いを与えるものの、実験では得られない運動学的領域の情報を必要とするなどの問題があった。この問題を回避して、直接実験値と比較できる量を計算する手法を開発するメドが立ち、この問題にブレークスルーを与えることが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
【研究実績の概要】で述べた通り、当初の計画よりも優れた手法を開発するメドが立った。これまで、テスト的な解析をより簡単なハドロン２点関数を用いて行なったが、今後はB中間子崩壊に対応する４点関数の計算データを用いて、B中間子のインクルーシブ崩壊率を計算する手法を開発、実装する。さらに、クォークを基本自由度として計算される摂動的計算と比較することで、クォーク・ハドロン双対性の仮定がどの程度成り立っているのかを具体的なデータを用いて検証する。
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