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格子QCDによるハドロン間ポテンシャルの研究の発展

研究課題

研究課題/領域番号 16H03978
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
研究機関京都大学

研究代表者

青木 慎也  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (30192454)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード格子QCD / ポテンシャル / HAL QCD法 / クォークの対生成消滅 / ρ中間子共鳴状態 / ππ散乱位相差 / 微分展開 / 非重心系でのポテンシャル / one-end-trick / ππ散乱の位相差 / 素粒子論 / 計算物理 / 理論核物理 / ハイブリッド法 / 対生成対消滅 / ρ共鳴状態 / All-to-all法 / ππ散乱 / LapH smearing / ハドロン間相互作用 / 共鳴状態 / クォーク対消滅 / 大規模数値計算
研究成果の概要

クォークと反クォークの対生成消滅を含む散乱過程に対応するHALQCDポテンシャルを計算するための方法を開発した。計算に必要なall-to-all伝搬関数を精度良く評価するために、one-end trick, sequencial伝搬関数、共変近似平均法の3つの手法を組み合わせた。
この方法を使って、I=1のππポテンシャルを微分展開ので2次まで計算し、それを用いて散乱位相差のエネルギー依存性を決めた。その結果から、ρ共鳴状態が存在することが分かり、共鳴状態のパラメタを決定することが出来た。
本研究の成果により、どのような組み合わせのハドロン間ポテンシャルでも計算可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

クォークと反クォークの対生成消滅を含む場合のポテンシャルが計算可能になったことで、バリオン間だけでなく、メソン間やメソンーバリオン間など全ての組み合わせの相互作用が格子QCDで調べることができるようになった。このことは、クォークモデルでは記述できないエキゾチックなハドロンの存在やその性質を格子QCDで調べることが可能であることを意味しており、Λ(1405)などのその正体がよくわからなかった謎のハドロン達の正体が解明されることになる。
「ハドロンとはなんであるか」という究極の問いに対して、近い将来、QCDという第一原理からの解答が得られるかもしれない。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 2件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 21件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 20件、 招待講演 18件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Dibaryon with Highest Charm Number near Unitarity from Lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Lyu Yan、Tong Hui、Sugiura Takuya、Aoki Sinya、Doi Takumi、Hatsuda Tetsuo、Meng Jie、Miyamoto Takaya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 127 号: 7 ページ: 072003-072003

    • DOI

      10.1103/physrevlett.127.072003

    • 関連する報告書
      2019 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] Emergence of the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:math> resonance from the HAL QCD potential in lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Doi Takumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 5 ページ: 054510-054510

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.054510

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Derivative expansion in the HAL QCD method for a separable potential2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Sinya、Yazaki Koichi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 号: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab168

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The HAL QCD potential in the I = 1 ππ system with the ρ meson bound state2020

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Aoyama Tatsumi、Doi Takumi、Miyamoto Takaya、Sasaki Kenji
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 7 ページ: 0-15

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa087

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lattice QCD and Baryon-Baryon Interactions: HAL QCD Method2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Sinya、Doi Takumi
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 8 ページ: 307-307

    • DOI

      10.3389/fphy.2020.00307

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] d*(2380) dibaryon from lattice QCD2020

    • 著者名/発表者名
      Gongyo Shinya、Sasaki Kenji、Miyamoto Takaya、Aoki Sinya、Doi Takumi、Hatsuda Tetsuo、Ikeda Yoichi、Inoue Takashi、Ishii Noriyoshi
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 811 ページ: 135935-135935

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135935

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] S-wave kaon-nucleon potentials with all-to-all propagators in the HAL QCD method2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami Kotaro、Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 9 ページ: 0-13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa118

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Partial wave decomposition on the lattice and its applications to the HAL QCD method2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takaya、Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Aoyama Tatsumi、Doi Takumi、Gongyo Shinya、Sasaki Kenji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 7 ページ: 074514-074514

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.074514

    • NAID

      120006878541

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hermitizing the HAL QCD potential in the derivative expansion2020

    • 著者名/発表者名
      S. Aoki, T. Iritani and K. Yazaki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020

    • NAID

      120006878540

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lamda-Lamda and N-Xi interactions from Lattice QCD near the physical point2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaki, Sinya Aoki, Takumi Doi, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Takaya Miyamoto
    • 雑誌名

      Nuclear Physics

      巻: A998 ページ: 121737-121737

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2020.121737

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Consistency between L?scher’s finite volume method and HAL QCD method for two-baryon systems in lattice QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Iritani Takumi、The HAL QCD collaboration、Aoki Sinya、Doi Takumi、Hatsuda Tetsuo、Ikeda Yoichi、Inoue Takashi、Ishii Noriyoshi、Nemura Hidekatsu、Sasaki Kenji
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 3 ページ: 1-31

    • DOI

      10.1007/jhep03(2019)007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ${\bf I=2} \boldsymbol{\pi\pi}$ potential in the HAL QCD method with all-to-all propagators2019

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi Yutaro、Aoki Sinya、Aoyama Tatsumi、Doi Takumi、Miyamoto Takaya、Sasaki Kenji
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz078

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systematics of the HAL QCD potential at low energies in lattice QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Iritani Takumi、Aoki Sinya、Doi Takumi、Gongyo Shinya、Hatsuda Tetsuo、Ikeda Yoichi、Inoue Takashi、Ishii Noriyoshi、Nemura Hidekatsu、Sasaki Kenji、HAL QCD Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.014514

    • NAID

      120006826697

    • 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
  • [雑誌論文] NΩ dibaryon from lattice QCD near the physical point2019

    • 著者名/発表者名
      Iritani Takumi、Aoki Sinya、Doi Takumi、Etminan Faisal、Gongyo Shinya、Hatsuda Tetsuo、Ikeda Yoichi、Inoue Takashi、Ishii Noriyoshi、Miyamoto Takaya、Sasaki Kenji
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 792 ページ: 284-289

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.03.050

    • NAID

      120006826708

    • 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] Comment on “Relation between scattering amplitude and Bethe-Salpeter wave function in quantum field theory”2018

    • 著者名/発表者名
      Aoki Sinya、Doi Takumi、Hatsuda Tetsuo、Ishii Noriyoshi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 3 ページ: 038501-038501

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.038501

    • NAID

      120006826696

    • 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
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior of Nambu-Bethe-Salpeter wave functions for scalar systems with a bound state2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Gongyo and Sinya Aoki,
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/pty097

    • NAID

      120006826704

    • 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
  • [雑誌論文] Most Strange Dibaryon from Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Gongyo, Kenji Sasaki, Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Takaya Miyamoto, Hidekatsu Nemura
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006471160

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Λc N interaction from lattice QCD and its application to Λc hypernuclei2018

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamoto, S. Aoki, T. Doi, S. Gongyo, T. Hatsuda, Y. Ikeda, T. Inoue, T. Iritani, N. Ishii, D. Kawai, K. Murano, H. Nemura and K. Sasaki (HAL QCD Collaboration)
    • 雑誌名

      Nucl. Phys. A

      巻: 971 ページ: 113-113

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2018.01.015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] $I=2$ $\pi\pi$ scattering phase shift from the HAL QCD method with the LapH smearing2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kawai, Sinya Aoki, Takumi Doi, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Takaya Miyamoto, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 4 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1093/ptep/pty032

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Are two nucleons bound in lattice QCD for heavy quark masses? Consistency check with L?scher’s finite volume formula2017

    • 著者名/発表者名
      Iritani Takumi、Aoki Sinya、Doi Takumi、Hatsuda Tetsuo、Ikeda Yoichi、Inoue Takashi、Ishii Noriyoshi、Nemura Hidekatsu、Sasaki Kenji、HAL QCD Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 3 ページ: 034521-034521

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.034521

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mirage in Temporal Correlation functions for Baryon-Baryon Interactions in Lattice QCD2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Iritani, Takumi Doi, Sinya Aoki, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1610 号: 10 ページ: 101-101

    • DOI

      10.1007/jhep10(2016)101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fate of the Tetraquark Candidate Zc(3900) in Lattice QCD2016

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Ikeda, Sinya Aoki, Takumi Doi, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Kenji Sasaki
    • 雑誌名

      Physical Review Leters

      巻: 117 号: 24 ページ: 242001-242001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.242001

    • NAID

      120006826715

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] HAL QCD potentials with non-zero total momentum and application to the $I=2$ $\pi\pi$ scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progresses in the HAL QCD method for hadron interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      YITP workshop "QCD phase diagram and lattice QCD"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent results for hadron interactions in the HAL QCD method2021

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      BNL-HET & RBC Joint workshop "DWQCD@25"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HAL QCD法の理論的課題の検討2019

    • 著者名/発表者名
      青木 慎也
    • 学会等名
      日本物理学会大74回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress on theoretical and practical issues in HAL QCD method2019

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      MOST/RIKEN workshop on ab initio theory in nuclear physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Some theoretical issues in HAL QCD method2019

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      International Molecule-type Worksop "Frontier in Lattice QCD and related topics"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical and practical progresses in the HAL QCD method2019

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear force from the potential method in lattice QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      INT program INT-19-2a "Nuclear Structure at the Crossroads"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice results on dibaryons and baryon-baryon interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      XVIII International Conference on Hadron Spectroscopy and Structure" (Hadron 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 計算素粒子物理学の挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      青木 慎也
    • 学会等名
      日本物理学会大74回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hadron interactions from Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      International School of Nuclear Physics 40th course ``The Strong Interaction: From Quarks and Gluons to Nuclei and Stars"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two Baryon Systems in Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      nterface of Effective Field Theories and Lattice Gauge Theories
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hadron interactions in Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      Second International Workshop ``Particles, Gravitation and the Universe" (PGU2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 素粒子と宇宙2018

    • 著者名/発表者名
      青木 慎也
    • 学会等名
      Kyoto Forum 2018 "Circle of Emptiness and Wholeness「無と全体の輪廻」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The fake plateau problem and normality checks in the direct method for two baryon systems2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      INT workshop on ``Multi-Hadron Systems from Lattice QCD"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hadron interactions in lattice QCD --HAL QCD potential method --2018

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      Workshop of the Doktoratskolleg ``Hadrons in Vacuum, Nuclei and Stars"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sanity check for NN bound states in lattice QCD with Luscher's finite volume formula2017

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      The 35rd International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2017)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HAL QCD method --approach and results --2017

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      Santa Fe Workshop on ``Lattice QCD"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hadron interactions in lattice QCD --HAL QCD potential method --2017

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      NCTS Annual Theory Meeting 2017: Particles, Cosmology and Strings
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Overview of the HAL QCD potential method and recent results2016

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      INT Program INT 16-1 "Nuclear Physics from Lattice QCD"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Luscher's finite volume test for two-baryon systems with attractive interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      The 34rd International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current status for two baryon systems in lattice QCD2016

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      KITP program ``Frontiers in Nuclear Physics"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice QCD approach to baryon interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Sinya Aoki
    • 学会等名
      The conference ``Compact stars and gravitational waves"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 格子QCDによるハドロン物理2017

    • 著者名/発表者名
      青木 慎也
    • 総ページ数
      148
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320035331
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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