厳密なカイラル対称性をもつ格子理論による量子色力学のトポロジカルな真空構造の解明

• 研究課題/領域番号: 21674002
• 研究種目: 若手研究(S)
• 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: 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: 橋本 省二 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (90280510)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 66,040千円 (直接経費: 50,800千円、間接経費: 15,240千円); 2013年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2012年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2011年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2010年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2009年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
• キーワード: 格子ゲージ理論 / カイラル対称性 / トポロジー / 量子色力学 / シミュレーション / パイ中間子

研究概要

量子色力学はクォークのダイナミクスを支配する基本法則である。非常に強い非線形性をもつため、理論を解いてその基底状態(=真空)を求めるには数値計算が不可欠である。真空ではクォークのもつカイラル対称性が自発的に破れて核子に質量を与える源になっていると考えられているが、本研究は、格子ゲージ理論の数値シミュレーション、特に格子上でカイラル対称性を保つ理論定式化を用いて、この性質を微視的に明らかにしようとするものである。カイラル凝縮の大きさを精密に求めたほか、カイラル有効理論の収束性を調べる解析、核子中のカイラル対称性の破れの解析、中性パイ中間子の量子異常を通じた崩壊振幅の計算などが得られた。

評価記号

検証結果 (区分)

A-

研究成果

• [雑誌論文] A note on Rome-Southampton renormalization with smeared gauge fields (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Arthur, P. A. Boyle, S. Hashimoto, R. Hudspith
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D88 号: 11 ページ: 114506-114506
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.114506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computing the hadronic vacuum polarization function by analytic continuation (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Feng, S. Hashimoto, G. Hotzel, K. Jansen, M. Petschlies, D.R. Renner
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D88 号: 3 ページ: 34505-34505
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.034505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite temperature study of the axial U(1) symmetry on the lattice with overlap fermion formulation (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Cossu, S. Aoki, H. Fukaya, S. Hashimoto, T.Kaneko, H. Matsufuru, J. Noaki
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D87 号: 11 ページ: 114514-114514
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.114514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleon strange quark content from Nf=2+1 lattice QCD with exact chiral symmetry (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ohki, K. Takeda, S. Aoki, S. Hashimoto, T. Kaneko, H. Matsufuru, T. Onogi, J. Noaki
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D87 号: 3 ページ: 34509-34509
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.034509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of quantum chromodynamics on the lattice with exactly chiral lattice fermions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, T. W. Chiu, G. Cossu, X. Feng, H. Fukaya, S. Hashimoto, T. H. Hsieh, T. Kaneko, H. Matsufuru, J. Noaki, T. Onogi, E. Shintani, K. Takeda
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 01A106 号: 1
  • DOI: 10.1093/ptep/pts006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-photon decay of the neutral pion in lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Feng, S. Aoki, H. Fukaya, S. Hashimoto, T. Kaneko, J. Noaki, E. Shintani
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 号: 18 ページ: 182001-182001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.182001
  • NAID: 120007137152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometry dependence of RMT-based methods to extract the low-energy constants Sigma and F (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Lehner, J. Block, S. Hashimoto, T. Wettig
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 05 号: 5 ページ: 115-115
  • DOI: 10.1007/jhep05(2011)115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the chiral condensate from QCD Dirac spectrum on the lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fukaya, S. Aoki, T. W. Chiu, S. Hashimoto, T. Kaneko, J. Noaki, T. Onogi, N. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D83 号: 7 ページ: 74501-74501
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.074501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleon strange quark content from two-flavor lattice QCD with exact chiral symmetry (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Takeda, T.Onogi, 他4名
  • 雑誌名: Phyiscal Review 巻: D83 号: 11 ページ: 114506-114506
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.114506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the chiral condensate from QCD Dirac spectrum on the lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Fukaya, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] The epsilon expansion at next-to-next-to-leading order with small imaginary chemical potential (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Lehner, S. Hashimoto, T. Wettig
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 06 号: 6 ページ: 28-28
  • DOI: 10.1007/jhep06(2010)028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong coupling constant from vacuum polarization functions in three-flavor lattice QCD with dynamical overlap fermions (2010)
  • 著者名/発表者名: E. Shintani, S. Aoki, H. Fukaya, S. Hashimoto, T. Kaneko, T. Onogi, N. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D82 号: 7 ページ: 74505-74505
  • DOI: 10.1103/physrevd.82.074505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the chiral condensate from 2+1-flavor lattice QCD (2010)
  • 著者名/発表者名: JLQCD collaboration (H. Fukaya S. Aoki, S. Hashimoto, T. Kaneko, J. Noaki, T. Onogi, N. Yamada)
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 104, 122002 号: 12 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1103/physrevlett.104.122002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong coupling constant from vacuum polarization functions in three-flavor lattice QCD with dynamical overlap fermions (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Shintani, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the chiral condensate from 2+1-flavor lattice QCD (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Fukaya, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 104 ページ: 122002-122002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-perturbative renormalization of bilinear operators with dynamical… (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Noaki, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D81 ページ: 34502-34502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-perturbative renormalization of bilinear operators with dynamical overlap fermions (2009)
  • 著者名/発表者名: JLQCD and TWQCD collaborations (J. Noaki, T.W. Chiu, H. Fukaya, S. Hashimoto, H. Matsufuru, T. Onogi, E.Shintani, N.Yamada)
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 81 034502 号: 3 ページ: 22-22
  • DOI: 10.1103/physrevd.81.034502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pion form factors from two-flavor lattice QCD with exact chiral symmetry (2009)
  • 著者名/発表者名: JLQCD and TWQCD collaborations (S.Aoki, T.W.Chiu, H.Fukaya, S.Hashimoto, T.H.Hsieh, T.Kaneko, H.Matsufuru, J.Noaki, T.Onogi, E.Shintani, N.Yamada)
  • 雑誌名: Phy. Rev. D 巻: 80, 034508 号: 3 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1103/physrevd.80.034508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice study of vacuum polarization function and determination of strong coupling constant (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Shintani, S. Aoki, T. W. Chiu, S. Hashimoto, T. H. Hsieh, T. Kaneko, H. Matsufuru, J. Noaki, T. Onogi, N. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D79 号: 7 ページ: 74510-74510
  • DOI: 10.1103/physrevd.79.074510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pion form factors from two-flavor lattice QCD with exact chiral… (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Aoki, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D80 ページ: 34508-34508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice study of the vacuum polarization function and determination… (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Shintani, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D79 ページ: 74510-74510
  • 査読あり
• [学会発表] Fine lattice simulations with chirally symmetric quarks (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: German-Japanese seminar
  • 発表場所: Regensburg
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] 格子QCDで有限温度相転移はどこまでわかったか (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会、招待シンポジウム講演
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2013-09-21
• [学会発表] Residual mass in five dimensional fermion formulations (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: 31st International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2013)
  • 発表場所: University of Mainz, Germany
  • 年月日: 2013-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] Precision lattice QCD : challenges and prospects (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: an invited review talk at the American Physical Society Spring Meeting
  • 発表場所: Denver
  • 年月日: 2013-04-13
• [学会発表] 一般化ドメインウォール・フェルミオンにおけるカイラル対称性の破れ (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 一般化ドメインウォール・フェルミオンにおけるカイラル対称性の破れ (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Lattice QCD : Status and Prospects (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: an invited plenary talk at the 7th Workshop on the CKM Unitarity Triangle(CKM2012)
  • 発表場所: Cincinnati
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] 格子QCD : QCDのダイナミクスから素粒子現象論まで (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 京大基研研究会「素粒子物理学の進展2012」
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] 量子色力学における自発的対称性の破れの微視的構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 素核宇宙融合×新ハドロン・クロスオーバー研究会
  • 発表場所: 理化学研究所計算科学研究機構
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] pi0->gamma,gamma (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Workshop on the Hadronic Light-by-light contribution to the Muon Anomaly (g-2)
  • 発表場所: Institute for Nuclear Theory, University of Washington, Seattle, USA.
• [学会発表] αs from JLQCD (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Workshop on Precision Measurements of αs
  • 発表場所: Munich, Germany
• [学会発表] 有限温度QCDにおけるディラック演算子固有値スペクトル (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-12
• [学会発表] 有限温度QCDにおけるディラック演算子固有値スペクトル (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本省二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-12
• [学会発表] Dirac operator eigenvalues in QCD at zero and finite temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Japanese-German Seminar 2010 "Lattice QCD confronts experiments"
  • 発表場所: Mishima, Japan
• [学会発表] Lattice QCD (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the XXIX International Symposium "Physics in Collision"
  • 発表場所: Kobe University, Kobe, Japan
• [学会発表] Spontaneous chiral symmetry breaking on the lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Sixth International Workshop on Chiral Dynamics
  • 発表場所: University of Bern, Bern, Switzerland
• [学会発表] Simulating the vacuum in the femto-scale (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Conference on Computational Physics 2009
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
• [学会発表] Topics from dynamical overlap fermion simulations by JLQCD/TWQCD (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto
  • 学会等名: the Taipei Lattice Workshop
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei