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グザイハイペロンを焦点とするストレンジネス核物理

研究課題

研究課題/領域番号 19K03849
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
研究機関大阪大学

研究代表者

河野 通郎  大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (40234710)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワードΞハイペロン / カイラル有効場理論 / 核物質計算 / Ξ生成スペクトル / バリオン間相互作用 / ストレンジネス核物理 / Faddeev計算 / 運動量相関関数 / 核媒質内Ξポテンシャル / 3体力の部分波展開 / 散乱のFaddeev方程式 / Ξポテンシャル / Faddeev 計算 / Ξ生成実験 / (K-,K+)Ξ生成実験 / 半古典的歪曲波法 / グザイハイペロン / 核物質内G行列計算 / グザイポテンシャル / カイラル有効場理論相互作用 / グザイ生成スペクトル
研究開始時の研究の概要

陽子と中性子を構成する2つのクォークの他に、ストレンジネス自由度を持つクォークが存在するが、そのクォークを含むハイペロン粒子は日常的な世界では存在しない。そのような粒子の性質を調べることは、物質世界の総合的な理解のために不可欠であり、ハイペロンを生成し陽子や中性子そして原子核との相互作用を明らかにする大規模な実験が行われている。しかし、実験データ解析とその解釈についても、理論的な相互作用の記述と理解の点でも課題が多い。本申請研究では、カイラル有効場理論の枠組みによる相互作用記述に軸足を置き、新しい実験データーが得られつつあるグザイハイペロンと原子核の相互作用に焦点を当てた研究を行う。

研究成果の概要

ストレンジクォークを含むバリオンであるハイペロンと核子の相互作用の理解は、宇宙の進化過程や中性子星物質中でのハイペロンの役割の理解にとって重要である。Λハイパー核実験に加え、原子核上でΞハイペロンを生成する研究が世界各地で進行している。本課題では、クォークレベルのQCD理論に基づくカイラル有効場理論で構成されるバリオン間相互作用を用いた微視的計算を行い、原子核内のΞのポテンシャルや生成スペクトルを求めた。さらに、Ξを含む3体系の束縛状態の可能性を調べ、ΛやΞと重陽子の散乱位相差及び重イオン散乱で得られる運動量相関関数を厳密な方法で求めることにより、ストレンジネスが関与する物理の研究を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、カイラル有効場理論のパリオン間相互作用を用いて核物質計算を行い、核媒質内のΞと核子の相互作用を構成し原子核内におけるΞの束縛状態を予測し、既存の実験データとほぼ対応する結果を得ている。このことは、用いる相互作用が妥当でありこの方向での研究が有意義であることを示す。Ξについては、多くの原子核そして精度の向上した新しい実験データが期待される。その状況に合わせ、微視的検討による相互作用記述の精密化をはかる。ハイペロンの相互作用についても3体力の寄与は重要である。その計算手法として部分波展開式を新たに開発した。この方法を用いた核媒質中での3体力の寄与の解明は、中性子星物質の理解につながる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Contributions of 2π exchange, 1π exchange, and contact three-body forces in NNLO chiral effective field theory to ^3_ΛH2024

    • 著者名/発表者名
      Kohno M.、Kamada H.、Miyagawa K.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 109 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevc.109.024003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faddeev calculation of ^3_ΛH incorporating 2π-exchange ΛNN interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Kamada H.、Kohno M.、Miyagawa K.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 108 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevc.108.024004

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial-wave expansion of ΛNN three-baryon interactions in chiral effective field theory2022

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno, H. Kamada, and K. Miyagawa
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 106 号: 5 ページ: 054004-054004

    • DOI

      10.1103/physrevc.106.054004

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Realistic Approach to the ΞNN Bound-State Problem Based on Faddeev Equation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Miyagawa and M. Kohno
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62 号: 3

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01650-z

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ξ hypernuclear states predicted by next-to-leading-order chiral baryon-baryon interactions2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno and K. Miyagawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 10

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab115

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Xi hyperons in the nuclear medium described by chiral NLO interactions2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 100 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevc.100.024313

    • NAID

      130008153333

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カイラル有効場理論の2π交換3体力を含むhypertritonのFaddeev計算2023

    • 著者名/発表者名
      鎌田裕之、河野通郎、宮川和也
    • 学会等名
      日本物理学会2023春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 3体力のJacobi座標部分波展開式とΛNNへの適用例2022

    • 著者名/発表者名
      河野通郎、鎌田裕之、宮川和也
    • 学会等名
      日本物理学会2022秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] カイラル NLO ポテンシャルが予測する 56Fe のΞ準位シフト2021

    • 著者名/発表者名
      河野通郎
    • 学会等名
      日本物理学会2021秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレンジネス核物理とカイラル有効場理論2021

    • 著者名/発表者名
      河野通郎
    • 学会等名
      Physics at J-PARC HIHR/K1.1 beam lines
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of three-baryon force for hyperons in neutron star matter2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno
    • 学会等名
      2nd J-PARC HEF-ex workshop
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A realistic approach to the XiNN bound-state problem based on Faddeev equation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Miyagawa and M. Kohno
    • 学会等名
      The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ΞNN3体力とΞNN3体系2020

    • 著者名/発表者名
      河野通郎、宮川和也
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] XiN-LambdaLambda相互作用とXiNN準束縛状態の解析2020

    • 著者名/発表者名
      宮川和也、河野通郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カイラルNLOポテンシャルが記述する核媒質中のXiハイペロン2019

    • 著者名/発表者名
      河野通郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] X hyperons in the nuclear medium describedby the chiral NLO interactions2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno
    • 学会等名
      THEIA-STRONG2020 Workshop 2019 in Speyer, germany
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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