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厳密にカイラル対称な格子ゲージ理論によるイプシロン領域の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18840045
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

深谷 英則  独立行政法人理化学研究所, 川合理論物理学研究室, 協力研究員 (70435676)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,540千円 (直接経費: 2,540千円)
2007年度: 1,270千円 (直接経費: 1,270千円)
2006年度: 1,270千円 (直接経費: 1,270千円)
キーワード素粒子論 / カイラル対称性 / カイラル摂動論 / ランダム行列理論 / 量子色力学 / 格子ゲージ理論 / 計算物理 / トポロジー / 量子色力学(QCD) / 数値シミュレーション / ハドロン物理学 / パイ中間子
研究概要

1961年に南部陽一郎博士が提唱して以来、低エネルギーのQCDのふるまいにおけるカイラル対称性の自発的破れは低エネルギーハドロン物理学の理解を支える根本的支柱となっている。このカイラル対称性の自発的破れは、ハドロンの質量がパイ中間子だけが例外的に軽く、他のハドロンが1GeV付近の重い質量を持つことを、見事に説明することができる。また、パイ中間子間あるいは他のハドロンとの相互作用の強さの非自明な関係を説明できる。しかし、ハドロンを構成するクォークそのものの理論、量子色力学(QCD)において、本当にカイラル対称性は破れるのかという問いに答えることができていなかった。本研究は、世界で初めて、カイラル対称性を厳密に保つディラック演算子を用いた大規模コンピュータシミュレーションにより、カイラル対称性の自発的破れを検証することに成功した。イプシロン領域とよばれる小さな体積でシミュレーションを行い、ランダム行列理論を用いて熱力学極限を逆算することにより、カイラル凝縮を高精度で求めることに成功した。研究代表者のアイデアがKEKのスーパーコンピュータを用いたプロジェクト、JLQCDプロジェクトに採用されたため、当初の計画よりも高速のKEKの計算機を用いて研究を遂行することができた。この研究成果は、Physical Review Lettersに掲載、朝日新聞、日経新聞、Nature、CERN Courierなどの記事にもとりあげられた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Two-flavor lattice-QCD simulation in the epsilon-regime with exact chiral symmetry2007

    • 著者名/発表者名
      H.Fukaya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

      ページ: 172001-172001

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice gauge action suppressing near-zero modes of H_W2006

    • 著者名/発表者名
      H.Fukaya et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D74

      ページ: 94505-94505

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Note on massless bosonic states in two-dimensional field theories2006

    • 著者名/発表者名
      H.Fukaya et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics 116

      ページ: 1117-1117

    • NAID

      110006196885

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-flavor lattice QCD in the epsilon-regime and chiral RMT

    • 著者名/発表者名
      H.Fukaya
    • 雑誌名

      Physical Review D (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite volume QCD at fixed topological charge

    • 著者名/発表者名
      S.Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review D (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Meson correlators of two-flavor lattice QCD in the epsion-regime2007

    • 著者名/発表者名
      H.Fukaya
    • 学会等名
      The XXV International Symposium on Lattice Field Theory
    • 発表場所
      Regensburg University
    • 年月日
      2007-08-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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