2014 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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| 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 – 2017-03-31
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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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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレンジネス核物理において、Ｋ中間子原子核（反Ｋ中間子が束縛した原子核）はホットなトピックである。ストレンジネスをもつ反Ｋ中間子（Ｋｂａｒ）と核子（Ｎ）との間には強い引力が働く。そのためＫ中間子原子核では、中性子星内部に匹敵する高密度状態が生成される可能性がある。このようなＫ中間子原子核の性質を明らかにするため、最も基本的な系とも言えるＫ－ｐｐ（二つの陽子とＫ－中間子からなる三体系）を丁寧に調べている。
前年度までに、南部ゴールドストンボソンである反Ｋ中間子の力学を説明するカイラル理論に基づくＫｂａｒＮ相互作用の構築、それを用いた、結合チャネル複素スケーリング法（ｃｃＣＳＭ）によるＫｂａｒＮ二体系の研究を行った。その結果、ＫｂａｒＮ共鳴状態であるΛ（１４０５）の性質を説明出来ていることが確認できた。
カイラル理論に基づくポテンシャルでは、そのエネルギー依存性のためにΛ（１４０５）がダブルポール構造を持つ。詳細に調べることで、我々の研究でもダブルポール構造は確認された。更にｃｃＣＳＭでは陽に波動関数が得られるのがメリットである。波動関数を解析することで、二つのポールが異質なものであることを明らかにした。今年度、これらの成果を論文にまとめ発表した。
続いて三体系Ｋ－ｐｐへと進んだ。本来この系はＫｂａｒＮＮ－πΣＮ－πΛＮといった結合チャネル系であるが、複素スケーリング法のユニークな性質を利用することで、共鳴状態としての性質を損なうことなく効率的にＫｂａｒＮＮシングルチャネル問題として扱う方法を思いついた。（ｃｃＣＳＭ＋Ｆｅｓｈｂａｃｈ法）この方法で調べたところ、Ｋ－ｐｐ（Ｊπ＝０－、Ｉ＝１／２）は２０－３０ＭｅＶと浅く束縛し、崩壊幅は２０－６０ＭｅＶの範囲にあるという結果を得た。同じＫ－ｐｐでもＪπ＝１－状態は共鳴状態を作れないことも分かった。これらの成果を論文にまとめ発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度終盤にＫｂａｒＮ二体系を丁寧に調べることで、我々の手法でも予想外に上手くΛ（１４０５）のダブルポール構造が捉えられることが分かり、その成果を今年度初頭に論文にまとめた。その後、本来の目的である三体系Ｋ－ｐｐの研究を開始した。結合チャネル複素スケーリング法とＦｅｓｈｂａｃｈ法を組み合わせて、効率的にＫ－ｐｐをシングルチャネル問題として処理し、結果を論文にまとめることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
ｃｃＣＳＭ＋Ｆｅｓｈｂａｃｈ法によりＫ－ｐｐのエネルギー及び幅、更にはその構造も調べることが一応出来た。この方法で確かに効率的に扱うことが出来たが、やはりＦｅｓｈｂａｃｈ法で消去されたチャンネルπＹＮ（ＹはハイペロンΛ及びΣを意味する）の寄与が気になる。また最近Ｊ－ＰＡＲＣから報告された実験結果でも、πΣＮ閾値近傍に正体不明だがシグナルが得られている。この実験結果を考慮してみても、やはりＫ－ｐｐに関して確たることを言うには、消去されたチャンネルも陽に扱った計算を行う必要があると考えられる。そこで今年度は結合チャネル複素スケーリング法によって、ＫｂａｒＮＮ－πΣＮ－πΛＮを露わに扱った計算を実行する。この計算を行うことでＫ－ｐｐの束縛エネルギー及び崩壊幅に関し、より確かなことが言える。その上Ｋ－ｐｐに対するπＹＮダイナミクスが分かると期待できる。また今年度得た結果と比べることで、いわゆるＦｅｓｈｂａｃｈ法の妥当性を確かめることが出来、理論的にも興味が持たれる。
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| Causes of Carryover |
他の科研費（新学術・科研費Ａ）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、テーマ的に重複する部分に関してはそちらの方を優先的に使用していった。また家庭の事情（妻が子供を出産）のため、研究会等への出席、出張を控えざるを得なくなった。その結果、本科研費の使用が予定より少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
The 12th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2015)など、ストレンジネス核物理・ハドロン物理に関する重要な国際会議が、今年度日本で行われる。また私が所属するＫＥＫ理論センターにはJ-PARC分室があり、そこでもＫ中間子原子核及びチャームの物理に関する研究会やミーティングが度々行われる。それらに積極的に参加する。
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