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2012 Fiscal Year Research-status Report

格子量子色力学による未発見ハドロン探索

Research Project

Project/Area Number 24540250
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

滑川 裕介  筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (00377946)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords計算物理
Research Abstract

本研究の目的は、格子量子色力学(QCD)に基づく数値計算により、未発見ハドロンの性質を定量的に決定する事である。世界初となる物理点直上の極めて現実に近いシミュレーションによるチャームクォークを含むバリオンの検証及び実験への予言を目指す。
研究目的達成のため、今年度は、まず、チャームクォーク1つを含むバリオン質量を計算した。得られた結果を実験値と比較し、本計算の正当性を確認した。本計算手法の確立は、格子QCDによる検証及び予言の基礎付けを与えるものであり、重要である。本研究により得られたチャームクォーク1つを含むバリオン質量スペクトル値は、実験値と2シグマの範囲で一致した。これにより、計算結果の正当性が確定できた。また、計算精度は2%に達しており、本計算手法の有効性が確認できた。
この結果を踏まえ、次にチャームクォークを2つ含むバリオン質量計算を実行した。チャームクォークを2つ含むバリオンは、Ξcc(3520)のみが実験的発見を報告されている。ただし、この発見を報告している実験グループは1つのみであり、他の実験グループからは否定的な結果が報告されている。Ξccの存在は未だ確定していない。本研究により、Ξccの質量値として 3603(15)(16) MeV を得た。この値は、報告されている実験値 3520 MeV とは有意に異なる。本計算により、既存の実験値 3520 MeV は誤りであり、真の値は 100 MeV 程度高い事を示した。また、Ξccに加え、チャームクォークを2つ及び3つ含む他の未発見バリオンに対する質量予言値を2%の精度で決定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

チャームバリオン質量スペクトルに関して、研究目的を2%の精度で達成できた。チャームクォーク1つを含むバリオン質量スペクトル及びチャームクォークを2つ含むΞcc(3520)の検証は順調に実行された。加えて、チャームクォークを2つ及び3つ含む他の未発見バリオンに対する質量予言値も決定できた。

Strategy for Future Research Activity

さらなる精度向上に努める。現在の計算精度は2%である。既存のチャームクォーク1つを含むバリオン質量実験値は、より高精度に求められている。格子QCDシミュレーションをさらに進め、実験精度に迫りたい。
また、研究対象をチャームバリオン1体系から2体系への拡張を試みる。多体系になると計算精度が落ちるため、有意なシグナルが得られるかどうかは自明ではない。試行錯誤し、多体系の性質解明に挑む。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度は、平成24年度に導入できなかったストレージを購入し、格子QCDシミュレーションを進める。本来、ストレージ機器は平成24年度に導入予定であった。しかし、タイ洪水の影響でストレージ機器が高騰し、当初計画通りの導入が困難になった。そこで、平成24年度は大規模計算機付属の一時領域にシミュレーションデータを保持した。このデータをストレージに移し、データ保持を確定する。その上で、チャームバリオン計算の精密化を進める。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 1+1+1 flavor QCD+QED simulation at the physical point2012

    • Author(s)
      PACS-CS Collaboration: S.Aoki et al.
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 86,034507 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.034507

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charmed baryon spectroscopy on the physical point in 2+1 flavor lattice QCD2012

    • Author(s)
      Y.Namekawa
    • Journal Title

      PoS

      Volume: LATTICE2012,139 Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Charm quark physics from lattice QCD at the physical point2013

    • Author(s)
      Y.Namekawa
    • Organizer
      Future Prospects of Hadron Physics at J-PARC and Large Scale Computational Physics
    • Place of Presentation
      Ibaraki Quantum Beam Research Center
    • Year and Date
      20130211-20130213
  • [Presentation] Charmed baryons from lattice QCD2012

    • Author(s)
      Y.Namekawa
    • Organizer
      Hadron Structure and Interactions 2012
    • Place of Presentation
      Osaka University
    • Year and Date
      20121116-20121117
  • [Presentation] 物理点における2+1フレーバー格子フルQCDシミュレーションによるチャームバリオンの研究2012

    • Author(s)
      滑川裕介
    • Organizer
      日本物理学年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120911-20120914
  • [Presentation] Charm quark system on the physical point in 2+1 flavor lattice QCD2012

    • Author(s)
      滑川裕介
    • Organizer
      「素核宇宙融合」×「新ハドロン」クロスオーバー研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20120712-20120713
    • Invited
  • [Presentation] Charmed baryon spectroscopy on the physical point in 2+1 flavor lattice QCD2012

    • Author(s)
      Y.Namekawa
    • Organizer
      The 30th International Symposium on Lattice Field Theory
    • Place of Presentation
      Cairns Convention Centre
    • Year and Date
      20120624-20120629
  • [Presentation] Charm quark physics from lattice QCD2012

    • Author(s)
      Y.Namekawa
    • Organizer
      International Workshop on heavy quark hadrons at J-PARC 2012
    • Place of Presentation
      Tokyo Institute of Technology
    • Year and Date
      20120618-20120622
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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