2014 Fiscal Year Annual Research Report
格子ＱＣＤによる重いクォークを含むエキゾチックなハドロン原子核系の研究
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23540284
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐々木 勝一 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332590)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 量子色力学 / 格子ゲージ理論 / ハドロン理論 / エキゾチックハドロン / チャーモニウム / ボトモニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、これまで研究してきた格子QCD計算による「ベーテ・サルペータ振幅法」を応用して重いフレーバーを含む中間子状態の内部構造の研究をさらに発展させた。前年度まではS波状態のチャーモニウム(η_c, J/ψ)のベーテ・サルペータ波動関数から、クォーク・反クォーク間の中心ポテンシャルとスピン-スピン相互作用を決定することまで成功していたが、当該年度は、4つの異なるP波状態のチャーモニウム(χ_c0, χ_c1, χ_c2, h_c)のベーテ・サルペータ波動関数を用いて、スピン-スピン以外のスピンに依存する相互作用項として、クォーク・反クォーク間のスピン軌道やテンソル力の決定にも初めて成功した。さらに、質量スペクトル測定のための２点関数の計算時に使われる転送行列対角化法をベーテ・サルペータ波動関数を計算するために必要な４点関数にも適用し、S波の動径励起状態(η_c(2S), ψ(2S))の動径方向にノードを持ったベーテ・サルペータ波動関数の計算も可能となった。その2S状態のベーテ・サルペータ波動関数の情報から、ベーテ・サルペータ振幅法によって計算されたクォーク間ポテンシャルのエネルギー依存性が極めて小さいことを明らかにした。これらの研究成果を総合すると、中間子内の価クォーク空間分布を反映したベーテ・サルペータ波動関数を第一原理計算によって求めれば、それを固有状態に持つ量子力学系のハミルトニアンを決定することができるという具体的に示し、その有効性も様々な角度で検証できたといえる。こうして当該年度の研究によって、ベーテ・サルペータ振幅法を重いフレーバーのクォーク＋ストレンジクォーク系に適用することで、これまでクォークポテンシャル描像では理解する事が難しいとされてきたD_s0(2317)やD_s1(2460)など新奇なD_s中間子のその構造理解に役立てられる道筋が示された。
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