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QCD和則によるハドロン共鳴状態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K03959
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2023)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2020-2022)

研究代表者

岡 眞  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 客員主管研究員 (60144606)

研究分担者 GUBLER PHILIPP  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (00632390)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードハドロン共鳴 / 量子色力学 / QCD和則 / ヘビークォーク / ヘビーハドロン / テトラクォーク / 複素スケーリング法 / 複素散乱振幅 / クォーク模型 / 強い相互作用 / ハドロン / 共鳴
研究開始時の研究の概要

強い相互作用によって生じるハドロン共鳴状態を第一原理である量子色力学によって解析をする新しい手法を開発する。この手法では、量子力学の散乱振幅を複素数空間へと拡張し、その解析性を利用して、QCD和則関係式を導く。共鳴状態は複素数空間で発散を与える極に対応する。摂動論的に計算された散乱振幅を解析接続することにより、共鳴状態の極の情報、エネルギー、崩壊幅、崩壊の強さなどの情報を与えるQCD和則を確立するのが目標である。

研究成果の概要

クォークやグルーオンは低エネルギー領域では閉じ込めやカイラル対称性の自発的破れに代表される非摂動論的なダイナミクスに支配されている。ハドロンのスペクトルを求めるための手法の1つであるQCD和則では2点関数の複素平面での解析性と分散関係を用いて、状態に対応する特異点(極)を探すことができる。ここではこの手法を、ハドロンの共鳴状態に対応する複素平面上での極に拡張して、その位置と特異点構造を求めることを目指した。具体的には、複素エネルギー平面の第二リーマン面にある共鳴極を含む分散関係式の導出、演算子積展開を用いて和則を構築x、極の位置や留数を求めるために必要な解析方法の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

21世紀の加速器実験で次々に発見された4個以上のクォークを含むエキゾチックハドロンの共鳴状態のダイナミクスと構造を調べるためには、ハドロン散乱状態の複素平面上での極構造の解析が必須である。本研究では、QCDの2粒子相関関数の複素平面での構造を直接解析することを目標として、その解析構造、第二リーマン面での共鳴極を含む分散関係式の導出、演算子積展開を用いた和則の構築および解析手法の開発を行った。今後、この手法を用いて新しいハドロンの性質や分類が可能となると想定している。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 10件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Peking University/Nanjing Univ.(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Valencia Univ(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Univ. Adelaide(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ozyegin Univ.(トルコ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Quark confinement for multiquark systems: Application to fully charmed tetraquarks2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Guang-Juan、Oka Makoto、Jido Daisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevd.108.l071501

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Doubly heavy tetraquarks including one-pion exchange potential2023

    • 著者名/発表者名
      Qi Meng, Emiko Hiyama, Makoto Oka, Atsushi Hosaka, Chang Xu
    • 雑誌名

      Physics letter B

      巻: 846 ページ: 138221-138221

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2023.138221

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Disentangling longitudinal and transverse modes of the φ meson through dilepton and kaon decays2023

    • 著者名/発表者名
      I.W. Park, H. Sako, K. Aoki, P. Gubler and S.H. Lee
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 7 ページ: 074033-074033

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.074033

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The investigations of the P-wave Bs states combining quark model and lattice QCD in the coupled channel framework2023

    • 著者名/発表者名
      Zhi Yang,Guang-Juan Wang,Jia-Jun Wu,Makoto Oka,Shi-Lin Zhu
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 01 号: 1

    • DOI

      10.1007/jhep01(2023)058

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The S-wave fully-charmed tetraquark resonant states2022

    • 著者名/発表者名
      Guang-Juan Wang, Qi Meng, Makoto Oka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.096005

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mass spectrum and strong decays of tetraquark cbar sbar q q states2021

    • 著者名/発表者名
      Guang-Juan Wang,Lu Meng, Li-Ye Xiao, Makoto Oka,Shi-Lin Zhu
    • 雑誌名

      European Physics Journal C

      巻: 81 号: 2

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-08978-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 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] The negative-parity spin-1/2 \Lambda baryon spectrum from lattice QCD and effective theory2021

    • 著者名/発表者名
      Pavao Rafael、Gubler Philipp、Fernandez-Soler Pedro、Nieves Juan、Oka Makoto、Takahashi Toru T.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 820 ページ: 136473-136473

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136473

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Higher fully charmed tetraquarks: Radial excitations and P-wave states2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Guang-Juan、Meng Lu、Oka Makoto、Zhu Shi-Lin
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.036016

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stable double-heavy tetraquarks: spectrum and structure2021

    • 著者名/発表者名
      Q. Meng, E. Hiyama, A. Hosaka, M. Oka, P. Gubler, K.U. Can, T.T. Takahashi, H.S. Zong
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 814 ページ: 136095-136095

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136095

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Charmed baryon spectrum from lattice QCD near the physical point2020

    • 著者名/発表者名
      H.Bahtiyar, K.U.Can, G.Erkol, P.Gubler, M.Oka, T.T.Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.054513

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Spectroscopy of Heavy Baryons and Roles of Diquarks2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Oka
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Hadron Spectroscopy and Structure (HADRON 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quark Confinement and Spectrum of Fully-Charmed Tetraquark2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Oka
    • 学会等名
      International Workshop on Exotic Hadrons
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectra, structure and decays of singly heavy baryons from a chiral effective theory of diquarks2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Oka
    • 学会等名
      Workshop on “Physics of heavy quark and exotic hadrons 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fully-Charmed Tetraquark and Quark Confinement2022

    • 著者名/発表者名
      岡眞
    • 学会等名
      ELPH Workshop ハドロン分光に迫る反応と構造の物理
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチクォーク系のクォーク閉込めポテンシャル2022

    • 著者名/発表者名
      岡眞
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラクォーク系のクォーク閉込めポテンシャル2021

    • 著者名/発表者名
      岡 眞
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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