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2021 Fiscal Year Annual Research Report

格子QCDから計算される相互作用ポテンシャルを用いたハドロン共鳴状態の研究

Research Project

Project/Area Number 20J11502
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

赤星 友太郎  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Keywords格子QCD / エキゾチックハドロン / ハドロン間相互作用 / ハドロン共鳴状態 / 素粒子物理学 / 原子核物理学 / ハドロン物理学
Outline of Annual Research Achievements

近年、複数の新奇なハドロン共鳴状態の発見により、これらの状態の量子色力学(QCD)による第一原理的理解への期待が高まっている。本研究では、格子QCDからハドロン間相互作用を計算する手法であるHAL QCD法を用いた共鳴状態の解析における、技術的な困難(非常に計算コストが大きいクォーク伝搬関数の全成分計算を扱う困難)の克服・計算方法の確立と、確立した手法を用いた未解明共鳴状態の性質解明を目指す。
本年度はまず前年度からの継続課題として、実験室系におけるHAL QCD法に関して前年度よりも系統誤差が少ないと期待されるセットアップにて計算を行い、より詳細なデータを得た。
次に、これまでの一連の研究により、かねてから計画していたシグマ共鳴状態が現れるアイソスピン0パイオン2体散乱(S波)の解析に必要な技術や知見は揃ったため、本年度からこの系に対する具体的な計算を開始した。本年度は計算コスト等を考慮し、シグマ共鳴状態が束縛状態として現れることが予想されるセットアップで計算を行った。その結果、まず重心系での計算において問題となる真空状態の混合について、実際の数値計算でその存在を確認することができた。これを踏まえ、実験室系の利用など真空状態を除去するための方策を実際に適用し、その有用性について検証を行った。検証の結果、実験室系の利用などによって真空状態が抑制されることを示唆するデータは得られた一方で、統計誤差の増幅が見られ、真空状態を除去した上で実用可能な精度の解析を行うためには更なる工夫が必要であることが明らかとなった。
最後に、バリオン間相互作用計算への応用研究として、本年度はグザイ粒子2体相互作用の計算を行なった。先行研究の結果と合わせることで系統誤差に関する一定の理解は得られたが、今後も継続調査が必要である。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Emergence of the rho resonance from the HAL QCD potential in lattice QCD2021

    • Author(s)
      Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Doi Takumi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 104 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.054510

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 格子QCDによるハドロン間力の研究2021

    • Author(s)
      赤星友太郎
    • Organizer
      HPCI第8回成果報告会
    • Invited
  • [Presentation] 実験室系NBS波動関数を用いた相互作用ポテンシャルの計算2021

    • Author(s)
      赤星友太郎、青木慎也 for HAL QCD Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 2021年度秋季大会
  • [Presentation] Emergence of the rho resonance from the HAL QCD method2021

    • Author(s)
      Yutaro Akahoshi, Sinya Aoki, and Takumi Doi for HAL QCD Collaboration
    • Organizer
      The 38th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice2021)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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