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2012 Fiscal Year Research-status Report

非相対論的QCDに基づくクォーコニウムの研究

Research Project

Project/Area Number 24740176
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionNumazu National College of Technology

Principal Investigator

駒 佳明  沼津工業高等専門学校, 教養科, 准教授 (00334748)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords素粒子論 / ハドロン物理学
Research Abstract

重いクォーク系に適用可能な有効場の理論であるポテンシャル非相対論的量子色力学(pNRQCD)を,軽いダイナミカルクォークの寄与を含む格子QCDシミュレーションによる非摂動論的な結果をもとに解析して重いクォーク系の物理を明らかにすることを目的とし,
H24年度は以下の研究を行った。
(1) クォーコニウムの質量スペクトルや波動関数などの諸性質を,量子力学的手法で明らかにするためには,クォーク間ポテンシャルの1/m展開の1次の相対論的補正項,2次のクォークのスピンと運動量に依存する相対論的補正項が必要となる。申請者はこれまでクエンチ近似の格子QCDシミュレーションにおいて,マルチレベルの方法に基づく指数的ノイズ逓減法と,相関関数の関数形を与える遷移行列理論を組み合わせた独自の方法を開発し,相対論的補正項の精密計算を行ってきた。しかし,軽いクォークを含む系では,遷移行列理論の応用は可能であるもののマルチレベルの方法が適用できない。このため,これに代わる新しいノイズ逓減法を確立するために,まず利用可能な計算機の資源を有効利用するための一般的なコードを開発した。特にマルチレベルの方法とランダムゲージ変換の方法を系統的にテスト可能なコードを用意し,カラー一重項状態を効率よく抽出するシミュレーションのテストを開始した。計算コードの開発や解析は申請者の研究室に設置されているパーソナルコンピュータで行った。
(2) クエンチ近似の格子QCDシミュレーションで得られたクォーク間ポテンシャルをもとに,クォーコニウムの質量スペクトルの計算を行った。1/m展開の2次のスピンに依存する相対論的補正項の寄与まで取り入れた解析を行い,特に1/m展開の1次の寄与と2次の
スピンのテンソル項の寄与が重要な役割を果たすことを確認した。2つの国際会議でこれらの成果を発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

大規模数値計算には整備された計算コード群が必要である。メンテナンスが容易でかつ発展的,また計算機の資源を有効利用するためにプラットフォームになるべく依存しないコードが望ましい。H24年度はこの目的のコードの一般的枠組みが完成し,順次アイデア通りに計算を実行することのできるものとなった。また,クエンチ近似のクォーク間ポテンシャルの結果を用いたクォーコニウムの質量スペクトル計算を一部を除いてまとめることができ,最終的に軽いダイナミカルクォークの寄与が入った場合の結果と比較するための下準備ができた。

Strategy for Future Research Activity

International Lattice Data Grid (ILDG) およびJapan Lattice Data Grid (JLDG) に公開されている軽いクォークの寄与を含むQCD真空の配位を利用して,クォークと反クォークのソース上で定義されたカラー場の強さの相関関数を計算し,クォーク間ポテンシャルに対する1/m展開の1次の相対論的補正項,2次のスピンと運動量に依存する相対論的補正項を計算する。最終的に必要となるカラー場の強さの相関関数には,カラー電場とカラー磁場の様々な組み合わせがあるが,計算可能となった補正項から順次計算を開始する。計算と解析は,大阪大学核物理研究センターのスーパーコンピュータNEC-SX9と購入予定の並列計算可能なマルチコアのコンピュータを用いて行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

H25年度の研究費は,主に並列計算可能なマルチコアのコンピュータの購入とそれにインストールするFortranコンパイラおよび解析ソフト購入のための物品費,また,国際会議に参加して成果発表および情報収集するための旅費として使用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Heavy quark potential and quarkonium spectrum with nonperturbative pNRQCD2013

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Journal Title

      Few-Body Systems

      Volume: online first articles Pages: 不明

    • DOI

      10.1007/s00601-012-0542-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heavy quarkonium spectroscopy in pNRQCD with lattice QCD input2012

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: LAT2012 Pages: 140-(1--7)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 重いクォーク物理の進展 ―QCDと量子力学系ポテンシャルの対応―2012

    • Author(s)
      駒 佳明,駒 美保
    • Journal Title

      日本物理学会誌

      Volume: 67 Pages: 325--332

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Heavy quark potential and quarkonium spectrum with nonperturbative pNRQCD2012

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Organizer
      The 20th International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics (FB20)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20120820-20120825
    • Invited
  • [Presentation] NRQCD and pNRQCD for heavy quarkonium2012

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Organizer
      新学術領域「素核宇宙融合」x「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] Heavy quarkonium spectroscopy in pNRQCD with lattice QCD input2012

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Organizer
      The 30th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2012)
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      20120624-20120629
  • [Presentation] pNRQCD with lattice QCD input

    • Author(s)
      Yoshiaki Koma, Miho Koma
    • Organizer
      International Workshop on Heavy Quark Hadrons at J-PARC 2012
    • Place of Presentation
      Tokyo Institute of Technology, Tokyo
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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