2013 Fiscal Year Research-status Report
中間子原子核を用いて探るストレンジネス及びチャームの物理
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25400286
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
土手 昭伸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (90450361)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ストレンジネス核物理 / K－中間子原子核 / 共鳴状態 / 結合チャネル / 少数系 / チャームクォーク |
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| Research Abstract |
ストレンジネスをもつ原子核の中でもK-中間子を持つ原子核（K原子核）は、中性子星内部に匹敵する高密度状態を形成すると期待される。そのようなエキゾチックなK原子核の性質を解明すべく、まずは最も基本的な系であるK-pp（K-と陽子二つ）を丁寧に調べている。
K-ppをきちんと調べるには、１．理論的に信頼できるK-中間子と核子間の相互作用、２．結合チャネル問題と共鳴状態を同時に取り扱える手法、が必要となる。１に関しては、南部・ゴールドストンボソンであるK-中間子の力学を説明するカイラル理論に基づき、構造計算に用いやすい形で相互作用を構築した。また２に関して、通常の原子核の共鳴状態の研究で用いられてきた複素スケーリング法を、結合チャネル系に応用した結合チャネル複素スケーリング法（ccCSM）を開発した。
我々が構築した相互作用を用い、まずは二体系KbarN-πYにccCSMを適用したところ、非常にうまくワークすることが確認された。特にこの系にはハイペロンの励起状態Λ（１４０５）が存在するが、過去の研究と同様の結果が得られることが確認され、更にはccCSMで得られる波動関数を解析することでΛ（１４０５）の構造、特にサイズを調べることが出来た。またカイラル理論に基づく過去の研究が予言するΛ（１４０５）のダブルポール構造についても、予想外にうまく研究できることが分かり、引き続き詳しい解析を行っている。
以上、二体系で上手く行くことが確認されたので、3体系K-ppの研究に挑んでいる。そこではccCSM法を巧みに使うことで、結合チャネル問題をシングルチャネル問題に落とすことを思いつき（ccCSM+Feshbach法）、短時間でK-ppの計算を行えるようになっている。非相対論的な枠組みで、K-ppの束縛エネルギーは30 MeV前後、崩壊幅は20-60 MeV程度という結果を現在までに得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
予定していたK-中間子と核子間の相互作用の構築、また二体系KbarN-πY系及びそこに現れる共鳴状態Λ（１４０５）の結合チャネル複素スケーリング法での研究は順調に進み、平成25年度に査読付き論文にまとめ、発表出来た。しかもその後、試みで行ったΛ（１４０５）のダブルポール構造の研究が、思いのほかうまく行き面白い結果が得られ現在論文にまとめているところである。さらに平成26年度に行う予定である複素スケーリング法にフェッシュバッハ法を組み込んだ方法による三体系K-ppの研究も、25年度のうちに開始することができ、非相対論的な枠組みでは計算結果がまとまりつつある。よって、当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
このまま、複素スケーリング法＋フェッシュバッハ法による最も基本的なK中間子原子核「K-pp」の研究を進める。非相対論的な枠組みで、そのエネルギー及び崩壊幅は得られたので、その構造の詳細を調べる。また先行研究では、非相対論的と相対論的な取扱いでは結果が異なる可能性が指摘されているので、相対論的な計算も行う。これにて、K-ppの束縛エネルギー、崩壊幅について見当がついたことになるので、今度はフェッシュバッハ法によるチャネル消去を行わず、K-ppをKbarNN-πΣN-πΛNの結合チャネル系として陽に扱い、完全な結合チャネル複素スケーリング法による計算を行う。K-ppのエネルギーや構造に関し、より確かな研究を完遂する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
他の科研費（新学術領域）の分担者となっており、そちらからの分担金は原則単年度決算であるため、研究が重複する部分については、そちらを優先的に使っていった。その結果、本科研費の使用が予定額より少なくなった。
平成26年度は、通常日本で行われる秋の物理学会が日米合同となりハワイで行われる。また私の主要研究テーマであるK中間子原子核に関する重要な研究会がオーストリアで開かれる。こういった会議に積極的に参加する予定である。
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