2022 Fiscal Year Research-status Report

Study of three-baryon force including hyperon in a quark model

Research Project

Project/Area Number	22K03609
Research Institution	Suzuka National College of Technology
Principal Investigator	仲本朝基鈴鹿工業高等専門学校, 教養教育科, 教授 (10311036)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	クォーク模型 / ３体力 / ハイペロン / 中性子星
Outline of Annual Research Achievements	バリオン８重項から成る３体系における「３体バリオン力」について、クォーク模型の枠組みにおいて研究を進めている。すなわち、クォークの運動学とクォーク間相互作用から出発し、共鳴群法というクラスター技法を用いてバリオン間に働く３体力の評価を行う。中性子星内部にはハイペロン（ストレンジクォークを含むバリオン）が存在することは確実で、その場合には現在考慮しているメカニズムだけでは（観測されている）太陽の２倍質量をもつ中性子星の存在が説明できず、それを支える（未だ考慮されていない）内部斥力があるはずで、多体効果が関係することが予想される。最もベーシックな多体効果であるバリオン３体系におけるパウリ効果だけでは内部斥力を説明できないことは先の研究でわかったので、ここでは次にベーシックな３体バリオン力について評価している。２体力（バリオン間相互作用）において、クォーク間の１グルーオン交換ポテンシャルの中のカラー磁気項が、短距離斥力として寄与した。３体バリオン間においても、このカラー磁気項が重要な役割を与えることが期待されるため、クォーク間相互作用としてカラー磁気項を採用することによって得られる３体バリオン力について調べた。３体バリオン力として評価する共鳴群法カーネルにおいて、カラー磁気項が特異点を持つような形となるため、３体バリオン間にS波の調和振動子相対波動関数を仮定して共鳴群法カーネルごと積分した量を疑似ポテンシャルとして評価する方法を採用した。令和４年度は、その際に含まれる（バリオン間ヤコビ座標における）２個の幅パラメータとして妥当な値を用いることによって、どのような結果が得られるかについて調べた。結果として、全スピン1/2の系において、NNNは斥力、ΛNN系では強い斥力、Σ^-nn系では引力、Ξ^-nn系ではほぼゼロという、強い３体バリオン系依存性が存在することがわかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当該年度に得られた成果は、カラー磁気項によって記述される３体バリオン力が、強い３体バリオン系依存性をもつ、ということであったが、これは２０１９年に韓国グループによって発表された先行研究の結果と定性的に大きく異なる。しかしながらその違いはどこに原因があるのかを見出すことができなかった。当初の予定では、カラー磁気項からの寄与について結論を出し、他の項からの寄与の評価にも手を付けるつもりであったが、それが叶わなかったことにより、やや遅れていると評価した。
Strategy for Future Research Activity	先行研究との結果比較による分析をし、カラー磁気項に関する一応の結論を出したら、論文としてまとめる。閉込ポテンシャル等、他の項からの３体バリオン力への寄与についても評価する。クォーク間の有効中間子交換ポテンシャルとして、フレイバーSU(3）近似のもとでのスカラー中間子９重項、そして疑スカラー中間子９重項を採用することによって、どのような３体バリオン力が得られるかについても検討したい。