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物質優勢宇宙の起源解明に向けた素粒子原子核の非摂動的計算

研究課題

研究課題/領域番号 17K14309
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関奈良女子大学

研究代表者

大木 洋  奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (50596939)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード格子QCD / 数値シミュレーション / 素粒子標準模型 / 宇宙論 / CP対称性 / 素粒子論 / CP対称性の破れ / 素粒子標準模型を超えた物理 / 初期宇宙 / 格子ゲージ理論 / 重力波 / 宇宙物理 / 理論核物理
研究成果の概要

物質優勢宇宙の起源の解明のため、CP対称性の破れを引き起こす物理量の一つである核子の電磁双極子能率(EDM)に対して、格子量子色力学(QCD)による第一原理計算を行なった。特に外部電場を用いた新たな核子EDMの計算手法の研究とその数値計算による実証を行なった。この方法は運動量の外挿による系統誤差がなく、またゲージ場の揺らぎによる誤差が小さくなることが期待され、グルーオン演算子を含む様々な物理量に応用出来る可能性がある。
またインクルーシブ過程を用いた小林益川行列要素の精密計算を行い、またその手法を核子相関関数に拡張し、核子崩壊における新たなインクルーシブ過程の非摂動計算手法の研究を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然界の基本的な対称性であるCP対称性とその破れの起源の探求は、自然界の基本的な物理法則の探求や宇宙の成り立ちに迫る自然科学における根源的な課題と関連する。電気双極子能率はCP対称性の破れを引き起こす代表的な物理現象であるが、従来の研究成果では誤差が大きく、素粒子標準模型やそれを超えた新物理の検証には不十分であり、本研究のように大型計算機を用いた格子理論に基づく第一原理計算による新たな知見が自然界の極微の世界の解明や宇宙の起源に迫る上で重要である。また高エネルギー物理学や宇宙観測など、日本が主導する国際的実験プロジェクトに対する理論的基礎の構築にも貢献する事が出来ると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 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 7件、 オープンアクセス 8件、 査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 9件) 図書 (1件)

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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Computing Nucleon Electric Dipole Moment from lattice QCD2020

    • 著者名/発表者名
      Ohki Hiroshi、Izubuchi Taku、Syritsyn Sergey
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: Lattice2019 ページ: 290-290

    • DOI

      10.22323/1.363.0290

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards fully nonperturbative computations of inelastic ?N scattering cross sections from lattice QCD2020

    • 著者名/発表者名
      Fukaya Hidenori、Hashimoto Shoji、Kaneko Takashi、Ohki Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 11 ページ: 114516-114516

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.114516

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modular flavor symmetry on a magnetized torus2020

    • 著者名/発表者名
      Ohki Hiroshi、Uemura Shohei、Watanabe Risa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 8 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.085008

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational Waves from Walking Technicolor2019

    • 著者名/発表者名
      Kohtaroh Miura, Hiroshi Ohki, Saeko Otani, and Koichi Yamawaki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 194 号: 10 ページ: 1-35

    • DOI

      10.1007/jhep10(2019)194

    • 関連する報告書
      2019 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] Calculation of Nucleon Electric Dipole Moments Induced by Quark Chromo-Electric Dipole Moments and the QCD θ-term2019

    • 著者名/発表者名
      S. Syritsyn, T. Izubuchi, H. Ohki
    • 雑誌名

      Proceedings of Science, 336

      巻: 336, 194 ページ: 1-10

    • DOI

      10.22323/1.336.0194

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Current Status of inclusive hadronic tau determinations of |V_us|2019

    • 著者名/発表者名
      K. Maltman, P.A. Boyle, R.J. Hudspith, T. Izubuchi, A. Juttner, C. Lehner, R. Lewis, H. Ohki, A. Portelli, M. Spraggs, J.M. Zanotti
    • 雑誌名

      SciPost Physics Proceedings

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.21468/scipostphysproc.1.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleon charges with dynamical overlap fermions2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yamanaka, S. Hashimoto, T. Kaneko, and H. Ohki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 98 ページ: 1-18

    • 関連する報告書
      2018 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] Novel |Vus| Determination Using Inclusive Strange τ Decay and Lattice HVPs2018

    • 著者名/発表者名
      Peter Boyle, Renwick James Hudspith, Taku Izubuchi, Andreas Juttner, Christoph Lehner, Randy Lewis, Kim Maltman, Hiroshi Ohki, Antonin Portelli, and Matthew Spraggs
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 121 号: 20 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.202003

    • 関連する報告書
      2018 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] Computing nucleon EDM on a lattice2018

    • 著者名/発表者名
      Michael Abramczyk, Sinya Aoki, Tom Blum, Taku Izubuchi, Hiroshi Ohki, Sergey Syritsyn
    • 雑誌名

      EPJ Web Conf.

      巻: 175, 06027 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1051/epjconf/201817506027

    • 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
  • [学会発表] テンソル繰り込み群におけるボンド次元の縮減法と誤差評価の改善2021

    • 著者名/発表者名
      荒井絵里加, 大木洋, 富井正明
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会, 2021年3月13日, (オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] モジュラー Froggatt-Nielsen 機構2020

    • 著者名/発表者名
      倉永仁美, 大木洋, 上村尚平
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会, 2020年9月16日, (オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Computing Nucleon Electric Dipole Moments in Lattice QCD2019

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      International Molecule-type Workshop Frontiers in Lattice QCD and related topics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computing Nucleon Electric Dipole Moments from Lattice QCD2019

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calculation of Electric Dipole Moments of the Nucleon2019

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      2019 Lattice X Intensity Frontier Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Progress on Lattice QCD with inclusive analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ohki
    • 学会等名
      Non-Abelian discrete flavor symmetry and related topics workshop
    • 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] Gravitational Waves from Walking Technicolor2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ohki
    • 学会等名
      The 24th Regular Meeting of the New Higgs Working Group
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nucleon Electric Dipole Moments from Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ohki
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理の進展 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nucleon Electric Dipole Moments from Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      10th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nucleon Electric dipole moments from lattice QCD2017

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      The 7th KIAS Workshop on Particle Physics and Cosmopology and The 2nd KEK-NCTS-KIAS Workshop on Particle Physics Phenomenology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 格子QCDによる核子構造の研究と標準模型を越えた物理2017

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会企画講演
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 物理科学、この1年 20202020

    • 著者名/発表者名
      大木洋
    • 総ページ数
      166
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621304860
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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