京速計算機に向けた場の量子論のための計算手法とデバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 19740134
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 金沢大学
• 研究代表者: 出渕 卓 金沢大学, 自然科学研究科, 研究協力員 (60324068)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,660千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 格子場の理論 / 素粒子物理 / 大規模シミュレーション / モンテカルロ計算

研究概要

場の量子論の大規模数値計算の新しい計算手法の研究開発を行った。まず、真空角度が入った量子色力学(QCD)配位生成の新しい手法を開発し、実際にトポロジー電荷が零からずれた真空の生成に成功した。また、周期的境界条件を課した時空上で、端に非物理的な逆電場の出ない一様で十分弱い電場をシミュレーションする方法を研究し、その二つの手法を元にStrong CP問題を解明するべく、核子の電気双極子モーメントの計算を行った。この他、場の理論の計算手法の開発としてクォーク・反クォークの生成消滅が2回以上起きている量子振幅(非結合ループ)が係わる計算として、eta'中間子の質量計算を行った。通常行われている、2つのクォークループ間の相関関数を測る方法の他に、QCD配位生成段階でループの片方をモンテカルロの生成確率に押し込めてしまう新たな計算手法を試し、両者で互いに無矛盾な結果を出すことを確かめ、eta'中間子をはじめその他の中間子の質量を求めた。これらの基本となる動的アップ、ダウン、ストレンジクォークの効果を入れたドメインオールQCD のシミュレーションを行い、素粒子標準モデルのパラメータを精度よく決定した。

研究成果

• [雑誌論文] Isospin symmetry breaking effects in the pion and nucleon masses (2008)
  • 著者名/発表者名: Ran Zhou, Thomas Blum, Takumi Doi, Masashi Hayakawa, Taku Izubuchi, Norikazu Yamada
  • 雑誌名: PoS LAT2008 (掲載予定) ページ: 7-7
• [雑誌論文] The electric dipole moment of the nucleon from simulations at imaginary vacuum angle theta (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Horsley, T. Izubuchi, Y. Nakamura, D. Pleiter, P.E.L. Rakow, G. Schierholz, J. Zanotti
  • 雑誌名: arXiv 0808.1428[hep-lat]
• [雑誌論文] Physical Results from 2+1 Flavor Domain Wall QCD and SU(2) Chiral Perturbation Theory (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Allton, D.J. Antonio, Y. Aoki, T. Blum, P.A. Boyle, N.H. Christ, S.D. Cohen, M.A. Clark, C. Dawson, M.A. Donnellan, J.M. Flynn, A. Hart, T. Izubuchi, A. Juttner, C. Jung, A.D. Kennedy, R.D. Kenway, M. Li, S Li, M.F. Lin, R.D. Mawhinney, CM. Maynard, S. Ohta, B.J. Pendleton, C.T. Sachrajda, S. Sasaki, E.E. Scholz, A. Soni, R.J. Tweedie, J. Wennekers, T. Yamazaki, J.M. Zanotti
  • 雑誌名: Phys. Rev. D78
  • 査読あり
• [雑誌論文] \eta' meson from two flavor dynamical domain wall fermions (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto and Taku Izubuchi
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys. 119
• [雑誌論文] Non-perturbative renormalization of quark bilinear operators and $B_K$ using domain wall fermions (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Aoki, P.A.Boyle, N.H.Christ, C.Dawson, M.A.Donnellan, T.Izubuchi, A.Juttner, S.Li, R.D.Mawhinney, J.Noaki, C.T.Sachrajda, A.Soni, R.J.Tweedie, A.Yamaguchi
  • 雑誌名: Phys.Rev. D78
  • 査読あり
• [雑誌論文] K to pi semileptonic form factor with 2+1 flavor domain wall fermions on the lattice (2008)
  • 著者名/発表者名: D.J. Antonio, P.A. Boyle, R.J. Tweedie, J.M. Zanotti, C. Dawson, T. Izubuchi, A. Juttner, C.T. Sachrajda, S. Sasaki, A. Soni
  • 雑誌名: PoS KAON 010
• [雑誌論文] Neutral kaon mixing from 2+1 flavor Domain Wall QCD (2008)
  • 著者名/発表者名: D.J.Antonio, P.A.Boyle, T.Blum, N.H. Christ, S.D. Cohen, C.Dawson, T.Izubuchi, R.D.Kenway, C.Jung, S.Li, M.F.Lin, R.D.Mawhinney, J.Noaki, S.Ohta, B.J.Pendleton, E.E.Scholz, A.Soni, R.J.Tweedie, A.Yamaguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutral kaon mixing from 2+1 flavor domain wall QCD (2008)
  • 著者名/発表者名: D.J. Antonio, et.al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-perturbative renormalization of quark bilinear operators and B(K) using domain wall fermions (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, et.al.
  • 雑誌名: Physical Review D 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] eta-prime meson from two flavor dynamical domain wall fermions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, T. Izubuchi
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 119 ページ: 599-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Results from 2+1 Flavor Domain Wall QCD and SU(2) Chiral Perturbation Theory (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Allton
  • 雑誌名: Physical Review D 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] K to pi semileptonic form factor with 2+1 flavor domain wall fermions on the lattice (2008)
  • 著者名/発表者名: D.J. Antonio, et.al.
  • 雑誌名: Proceedings of Science KAON
• [雑誌論文] Isospin symmetry breaking effects in the pion and nucleon masses (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Zhou, et.al.
  • 雑誌名: Proceedings of Science LAT2008
• [雑誌論文] Determination of light quark masses from the electromagnetic splitting of pseudoscalar meson masses computed with two flavors of domain wall fermions (2007)
  • 著者名/発表者名: Thomas Blum, Takumi Doi, Masashi Hayakawa, Taku Izubuchi, Norikazu Yamada
  • 雑誌名: Phys. Rev. D76
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2+1 flavor domain wall QCD on a (2fm)$^3$ lattice: light meson spectroscopy with Ls=16 (2007)
  • 著者名/発表者名: C.Allton, D.J.Antonio, T. Blum, K. C. Bowler, P.A.Boyle, N. H. Christ, S.D.Cohen, M.A.Clark, C.Dawson, A.Hart, K.Hashimoto, T.Izubuchi, A.Juttner, C.Jung, A.D.Kennedy, R.D.Kenway, M.Li, S. Li, M.F. Lin, R.D.Mawhinney, C.M.Maynard, J. Noaki, S. Ohta, B.J.Pendleton, S.Sasaki, E.E.Scholz, A. Soni, R.J. Tweedie, A.Yamaguchi, T. Yamazaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. D76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perturbative renormalization for static and domain-wall bilinears and four-fermion operators with improved gauge actions (2007)
  • 著者名/発表者名: Oleg Loktik, Taku Izubuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. D75
  • 査読あり
• [雑誌論文] First results from 2+1-Flavor Domain Wall QCD: Mass Spectrum, Topology Change and Chiral Symmetry with $L_s=8$ (2007)
  • 著者名/発表者名: D.J.Antonio, T.Blum, K.C.Bowler, P.A.Boyle, N.H.Christ, S.D.Cohen, M.A.Clark, C.Dawson, A.Hart, K.Hashimoto, T.Izubuchi, B.Joo, C.Jung, A.D.Kennedy, R.D.Kenway, S.Li, H.W.Lin, M.F.Lin, R.D.Mawhinney, C.M.Maynard, J.Noaki, S.Ohta, S.Sasaki, A.Soni, R.J. Tweedie, A.Yamaguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. D75
  • 査読あり
• [雑誌論文] B- anti-B mixing with domain wall fermions in the static approximation (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Albertus, Y. Aoki, P.A. Boyle, N.H. Christ, L. Del Debbio, T.T. Dumitrescu, J.M. Flynn, T. Izubuchi, O. Loktik, C.T. Sachrajda, A. Soni, J. Wennekers
  • 雑誌名: PoS LAT2007 376 ページ: 7-7
• [雑誌論文] Dynamical QCD simulation with $\theta$ terms (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Izubuchi, S.Aoki, K.Hashimoto, Y.Nakamura, T.Sekido and G.Schierholz
  • 雑誌名: PoS(LATTICE 2007) 106 ページ: 8-8
• [雑誌論文] The Static Approximation to B Meson Mixing using Light Domain-Wall Fermions: Perturbative Renormalization and Ground State Degeneracies (2007)
  • 著者名/発表者名: Norman H. Christ, Thomas T.Dumitrescu, Taku Izubuchi, Oleg Loktik
  • 雑誌名: PoS(LATTICE 2007) 351 ページ: 7-7
• [雑誌論文] First results from 2+1 Flavor Domain Wall QCD : Mass Spectrum, Topology Change and Chiral Symmetry with L(s)=8 (2007)
  • 著者名/発表者名: D. J. Antonio, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review D 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perturbative renormalization for static and domain-wall bilinears and four-fermion operators with improved gauge actions (2007)
  • 著者名/発表者名: Oleg Loktik, Taku Izubuchi
  • 雑誌名: Physical Review D 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2+1 flavor domain wall QCD on a (2 fm)^* 83 lattice : Light meson spectroscopy with L(s)=16 (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Allton, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review D 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of light quark masses from the electromagnetic splitting of pseudoscalar meson masses computed with two flavors of domain wall fermions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Blum, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review D 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Static approximation to B meson mixing using light domain-wall fermions : Pertubative renormalization and ground state degeneracies (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Christ et. al.
  • 雑誌名: Proceedings of Science LAT2007
• [雑誌論文] Dynamical QCD simulation with theta terms (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Izubuchi et. al.
  • 雑誌名: Proceedings of Science LAT2007
• [雑誌論文] B - anti-B mixing with domain wall fermions in the static approximation (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Albertus et. al.
  • 雑誌名: Proceedings of Science LAT2007
• [雑誌論文] Renormalization of quark bilinear operators in a MOM-scheme with a non-exceptional subtraction point
  • 著者名/発表者名: C. Sturm, Y. Aoki, N.H. Christ, T. Izubuchi, C.T.C. Sachrajda, A. Soni
  • 雑誌名: arXiv 0901.2599[hep-ph](掲載予定)
• [学会発表] Results of Lattice Studies by the RBRC-UKQCD Collaboration (2009)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: Rencontres de Moriond QCD and High Energy Interactions
  • 発表場所: La Thuile, Italy
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] The RBC/UKQCD light quark physics program: Meson result and future plans (2009)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: Perspectives on Light Quark Simulations through Machine, Algorithm and ILDG
  • 発表場所: 筑波大学計算科学研究センター
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] The RBC/UKQCD light quark physics program : Meson result and futureplans (2009)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: Perspectives on Light Quark Simulations through Machine, Algorithm and ILDG
  • 発表場所: 筑波大学計算科学研究センター
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] CKM and Lattice QCD (2008)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: RIKEN-BNL Research Center Symposium
  • 発表場所: Upton, NY, USA
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 計算基礎科学における人材育成の現状と課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 出渕卓
  • 学会等名: 次世代スーパーコンピューティング・シンポジウム2008
  • 発表場所: 東京MY PLAZAホール
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] 計算基礎科学における人材育成の現状と課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 出渕卓
  • 学会等名: 次世代スーパーコンピューティング・シンポジウム2008
  • 発表場所: 東京MYPLAZAホール
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] 格子計算の新しい可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 出渕卓
  • 学会等名: シンポジウム未来の素粒子・原子核シミュレーション
  • 発表場所: 筑波エポカル国際会議場
  • 年月日: 2007-12-20
• [学会発表] Lattice QCD simulations with theta terms (2007)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: RBRC Scientific Review
  • 発表場所: 理研BNL研究センタ
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] Lattice QCD simulations with theta : terms (2007)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: RBRC Scientific Review
  • 発表場所: 理研BNL研究センタ
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] Lattice QCD simulations with theta terms: Neutron EDM and eta (2007)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: Wokshop "Towards the precise prediction of CP violation"
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2007-10-24
• [学会発表] Lattice QCD simulations with theta terms : Neutron EDM and eta' (2007)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: Wokshop "Towards the precise prediction of CP violation"
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2007-10-24
• [学会発表] Dynamical QCD with theta terms (2007)
  • 著者名/発表者名: Taku Izubuchi
  • 学会等名: XXV International symposium on Lattice Field Theory
  • 発表場所: レーゲンスブルグ大学
  • 年月日: 2007-08-01