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2ループ輻射補正計算システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H03668
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

石川 正  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 准教授 (90184481)

研究分担者 加藤 潔  工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 教授 (50152707)
安井 良彰  東京経営短期大学, その他部局等, 准教授 (50389839)
台坂 博  一橋大学, 大学院経営管理研究科, 教授 (80399295)
研究協力者 中澤 宣也  
湯浅 富久子  
中里 直人  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード素粒子論 / 輻射補正 / ファインマン積分 / 多倍長計算 / 高性能計算 / 素粒子物理学 / ファインマンループ積分 / 精密科学 / 標準模型 / 数理解析 / 数値計算 / 多倍長演算 / 計算物理 / 専用計算機システム / ファインマン・ループ積分 / 精密計算 / 計算機システム / 素粒子実験 / 計算システム
研究成果の概要

2ループの電弱相互作用まで含んだ全てのダイアグラムについて計算するための システムを開発した。電弱相互作用の2ループではダイアグラムの数が増えしかもファイマン・ループ積分が多次元となり計算能力が必要になってきている。繰り込み理論を元に理論的定式化に基づいたプログラムの開発を行った。また計算精度を確認が必要であり、指数部ビットを増やした多倍長 の計算を高速に実行できるシステムを構築した。我々はミュオン異常磁気能率の2ループ補正電弱相互作用について計算を遂行し成果を公表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

素粒子物理学では実験の精密化により、理論予想も高次の補正まで含む必要がある。2ループの電弱相互作用に関しては、これまでは、近似による計算がなされてきたが、完全に計算するシステムは存在しない。ミュオン異常磁気能率は崩壊プロセスであるが、これを拡張して散乱過程まで計算する必要がある。
ミュオン異常磁気能率の2ループ電弱相互補正をON SHELL繰り込みで行ったは初めてであった。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 西ミシガン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical calculation of the full two-loop electroweak corrections to muon (g-2)2019

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishikawa, Nobuya Nakazawa and Yoshiaki Yasui
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D

      巻: 99 号: 7 ページ: 073004-073004

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.073004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regularization with Numerical Extrapolation for Finite and UV-Divergent Loop Integrals2018

    • 著者名/発表者名
      E de Doncker, F Yuasa, K Kato, T Ishikawa, J Kapenga, O Olagbemi
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 224 ページ: 164-185

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feynman loop numerical integral expansions for 3-loop vertex diagrams2017

    • 著者名/発表者名
      de Doncker E、Yuasa F
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 108 ページ: 1773-1782

    • DOI

      10.1016/j.procs.2017.05.253

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automatic calculation of 2-loop ELWK corrections to muon (g-2)2017

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishikawa, Nobuya Nakazawa and Yoshiaki Yasui
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 920 ページ: 012009-012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/920/1/012009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical integration and extrapolation for finite and UV-divergent 3-loop Feynman integrals2017

    • 著者名/発表者名
      de Doncker E、Yuasa F、Kato K、Ishikawa T
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 920 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/920/1/012005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 多倍長精度積分計算を加速させる専用システム GRAPE9-MPX の開発とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      台坂 博・中里直人・石川 正・湯浅富久子・似鳥啓吾
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 信学技報 IEICE Technical Report

      巻: 116 ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High Performance and Increased Precision Techniques for Feynman Loop Integrals2016

    • 著者名/発表者名
      K Kato, E de Doncker, T Ishikawa, J Kapenga, O Olagbemi and F Yuasa
    • 雑誌名

      Journal of Physics:Conference Series

      巻: 762 ページ: 012070-012070

    • DOI

      10.1088/1742-6596/762/1/012070

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adaptive Integration and Singular Boundary Transformations2016

    • 著者名/発表者名
      Elise de Doncker, Fukuko Yuasa, Tadashi Ishikawa, John Kapenga and Fola Olagbemi
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 80 ページ: 1428-1438

    • DOI

      10.1016/j.procs.2016.05.462

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feynman 4-loop 積分のチューニングとアクセラレータを使用した高速化2015

    • 著者名/発表者名
      濱口 信行,石川 正,湯浅 富久子
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2015-HPC-152

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 電弱理論におけるミュオン異常磁気能率の2ループ補正数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      石川正
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マルチスケール・マルチループのファインマン積分の数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      湯浅富久子
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ファインマン積分の数値計算法:GRAPE9-MPXとPEZY-SCよる多倍長精度計算の高速化とアプリケーション2018

    • 著者名/発表者名
      台坂博
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ファインマン積分の数値計算法:DCMによる電弱高次補正計算2018

    • 著者名/発表者名
      湯浅富久子
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direct numerical computation and its application to the higher-order radiative corrections2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kato
    • 学会等名
      ACAT2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A development of an accelerator board dedicated for multi-precision arithmetic operations and its application to Feynman loop integrals II2017

    • 著者名/発表者名
      H. Daisaka
    • 学会等名
      ACAT2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数値計算法とその高次輻射補正への応用2017

    • 著者名/発表者名
      加藤潔
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電弱理論におけるミュオン異常磁気能率の2ループ補正計算の自動化 II2017

    • 著者名/発表者名
      石川正
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ファインマン積分の数値計算法:特異性と変数変換の最適化2017

    • 著者名/発表者名
      台坂 博
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ファインマン積分の数値計算法:1-loop 4点テンソル積分の自動計算2017

    • 著者名/発表者名
      湯浅富久子
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 素粒子物理学における多倍長計算2017

    • 著者名/発表者名
      石川 正
    • 学会等名
      第5回 大規模並列数値計算技術に関する研究集会
    • 発表場所
      計算科学研究機構(兵庫県・神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電弱理論におけるミューオン異常磁気能率の2ループ補正計算の自動化2016

    • 著者名/発表者名
      石川正
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GRAPE9-MPXによるファインマン・ループ積分の計算:任意の質量をもつ 2-loop 4点積分2016

    • 著者名/発表者名
      台坂博
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 完全数値的手法によるマルチループ積分の計算手法 II2016

    • 著者名/発表者名
      湯浅富久子
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多倍長精度積分計算を加速させる専用システムの開発とその応用II2016

    • 著者名/発表者名
      台坂 博
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2016年度 年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県・北九州市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 素粒子反応の自動計算にむけて:多倍長精度計算システムによる2-loop 4点積分の計算2016

    • 著者名/発表者名
      台坂 博
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県・宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 素粒子反応の自動計算にむけて:1-loop 4点テンソル積分の完全数値的な取り扱い2016

    • 著者名/発表者名
      湯浅富久子
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県・宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Automatic calculation of two-loop ELWK corrections to Muon (g-2)2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakazawa
    • 学会等名
      4th Computational Particle Physics Workshop
    • 発表場所
      IPC生産性国際交流センター(神奈川県・三浦郡葉山町)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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