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格子計算による核子および中間子からの新物理探索

研究課題

研究課題/領域番号 16K05320
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2019)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2016-2017)

研究代表者

青木 保道  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (20292500)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード新物理探索 / 中間子 / 核子 / 格子ゲージ理論 / 陽子崩壊 / 複合ヒッグス模型 / 暗黒物質 / 非摂動くりこみ / 複合ヒグス模型 / 素粒子論 / 標準模型を超える物理 / 核子と中間子 / 高精度数値計算
研究成果の概要

基礎物理法則をスーパーコンピュータ上でシミュレートして得られた極微の世界の真空サンプルを用い、実験と対比させる「物理量」をまたスパコンで計算する。この「計算」を効率よく行う手法を問題に応じて取捨選択、さらには新規開発して、陽子寿命の特定に必要な物理量の計算精度を向上させた。また、同様にヒッグス粒子を素粒子では無く複合粒子とする理論が、実験で決定した質量を再現しうる可能性を探った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

極微の世界の物理法則はヒッグス粒子の発見で完成した標準模型が最も成功を収めているが説明できない物理現象も存在する。標準模型を超える物理法則の可能性を探ることで、この宇宙の真理に迫ることが、素粒子物理学の最大のテーマである。本課題ではスーパーコンピュータを用いる手法の改良で、この真理の探求に二つの異なる方向:一つは標準模型中の量子色力学から、もう一つは新法則候補である量子色力学の類似理論の直接シミュレーションから切り込み、スパコンの計算の効率化に寄与する成果を得ることに成功した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory/Stony Brook University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Swansea University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Mainz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Swansea University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CPT Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Swansea University(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CPT Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Swansea University(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CPT Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] FLAG Review 20192020

    • 著者名/発表者名
      Aoki S.、Aoki Y.、et al
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 80 号: 2 ページ: 113-113

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-019-7354-7

    • 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] Proton decay matrix elements with physical quark masses2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Aoki, Y. Kuramashi, E. Shintani, N. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE2019 ページ: 141-141

    • 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] Nucleon isovector couplings from 2+1 flavor lattice QCD at the physical point2020

    • 著者名/発表者名
      N. Tsukamoto, Y. Aoki, K.I. Ishikawa, Y. Kuramashi, E. Shintani, S. Sasaki and T. Yamazaki
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE2019 ページ: 132-132

    • 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] Proton decay matrix element on lattice at physical pion mass2019

    • 著者名/発表者名
      Yoo Jun-sik、Aoki Yasumichi、Izubuchi Taku、Syritsyn Sergey
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE2018 ページ: 187-187

    • DOI

      10.22323/1.334.0187

    • 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] Flavor-singlet spectrum in multi-flavor QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yasumichi、Aoyama Tatsumi、Bennett Ed、Kurachi Masafumi、Maskawa Toshihide、Miura Kohtaroh、Nagai Kei-ichi、Ohki Hiroshi、Rinaldi Enrico、Shibata Akihiro、Yamawaki Koichi、Yamazaki Takeshi
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 175 ページ: 08023-08023

    • DOI

      10.1051/epjconf/201817508023

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved lattice computation of proton decay matrix elements2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yasumichi、Izubuchi Taku、Shintani Eigo、Soni Amarjit
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 1 ページ: 0145061-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014506

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Light flavor-singlet scalars and walking signals in Nf=8 QCD on the lattice2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yasumichi、Aoyama Tatsumi、Bennett Ed、Kurachi Masafumi、Maskawa Toshihide、Miura Kohtaroh、Nagai Kei-ichi、Ohki Hiroshi、Rinaldi Enrico、Shibata Akihiro、Yamawaki Koichi、Yamazaki Takeshi、LatKMI Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 1 ページ: 014508-014508

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.014508

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Proton decay matrix elements with physical quark masses2019

    • 著者名/発表者名
      Yasumichi Aoki
    • 学会等名
      37th International Symposium on Lattice Field Theory
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 物理点直上の陽子崩壊行列要素2019

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Proton decay matrix elements with physical quark masses2019

    • 著者名/発表者名
      Yasumichi Aoki
    • 学会等名
      Fugaku QCD coding workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proton decay matrix elements with physical quark masses2019

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      シミュレーションによる宇宙の基本法則と進化の解明に向けて
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Lattice QCD: topics in finite temperature and proton decay2019

    • 著者名/発表者名
      Yasumichi Aoki
    • 学会等名
      RBRC Scientific Review Committee (SRC) Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice QCD and hadron structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumichi Aoki
    • 学会等名
      XXVI International Workshop on Deep Inelastic Scattering and Related Subjects
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral properties and S parameter of Nf=8 QCD2017

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      Brookhaven Forum 2017: In Search of New Paradigms
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 素粒子質量起源の理論探索2017

    • 著者名/発表者名
      青木保道、山崎剛
    • 学会等名
      第4回「京」を中心とするHPCIシステム利用課題成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Flavor singlet mesons in QCD with varying number of flavors2016

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      Japanese-German Seminar 2016
    • 発表場所
      新潟大学 駅南キャンパス「ときめいと」(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flavor singlet mesons in QCD with varying number of flavors2016

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      34th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2016)
    • 発表場所
      Southampton (UK)
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 素粒子質量起源の理論探索2016

    • 著者名/発表者名
      青木保道
    • 学会等名
      第3回「京」を中心とするHPCIシステム利用課題成果報告会
    • 発表場所
      コクヨホール(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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