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格子上の位相荷の不定性とクォーク質量の定義

研究課題

研究課題/領域番号 18K03662
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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

山田 憲和  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (50399432)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード素粒子論 / 数値シミュレーション / 非摂動計算 / CP対称性 / トポロジー / ゲージ理論 / 格子シミュレーション / 素粒子 / 非摂動力学 / 格子場の理論 / QCD / CP violation / instanton
研究成果の概要

位相荷に着目し、格子ゲージ理論に基づく数値的研究を行った。2次元CP$^1$ 模型では、θ=πのときgaplessでCP対称性は破れないことが知られているが、SU(2)も同様の性質を示すか否かが長年の疑問であった。これを調べるために、SU(2)格子ゲージ理論上の位相荷の smearing に対する反応を詳細に調べたり、sub-volume法という符号問題を巧みに避ける新手法を開発する等して、4次元SU(2)ゲージ理論はθ=πで自発的にCP対称性は破れることを指摘した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲージ理論にθ項を導入すると作用が複素数になることから生じる符号問題のため通常の計算手法が使えず、これまで理論のθ~O(1)の領域を調べる手段はなかった。今回開発したsub-volume法により複素作用を持つ系の非摂動領域の研究が可能となった。この新手法については今後詳細を詰める必要はあるが、応用として例えば有限密度QCDの非摂動ダイナミクスの研究が挙げられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Peeking into the θ vacuum2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Kitano, Ryutaro Matsudo, Norikazu Yamada, Masahito Yamazaki
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 822 ページ: 136657-136657

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136657

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Is N = 2 Large?2021

    • 著者名/発表者名
      Kitano Ryuichiro、Yamada Norikazu、Yamazaki Masahito
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 2 ページ: 073-073

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)073

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Peeking into the θ vacuum of 4d SU(2) Yang-Mills theory2021

    • 著者名/発表者名
      Norikazu Yamada
    • 学会等名
      Cambridge High Energy Workshop 2021 -Axion Physics-
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peeking into the θ vacuum2021

    • 著者名/発表者名
      Norikazu Yamada
    • 学会等名
      YITP workshop QCD phase diagram and lattice QCD
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peeking into the θ vacuum of 4d Yang-Mills theory2021

    • 著者名/発表者名
      Norikazu Yamada
    • 学会等名
      Lattice 21
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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