格子ＱＣＤによる三体力の研究

• 研究課題/領域番号: 24740146
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 土井 琢身 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (70622554)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 三体力 / 核力 / 格子QCD / バリオン間力

研究成果の概要

三核子の間に働く力、三体力の決定は、現代の原子核物理学における最重要課題の一つである。本研究では、素粒子標準理論に直接基づいた決定を行うため、格子量子色力学の手法により三体力の大規模第一原理計算を行った。
主な成果としては、(1) 計算における新アルゴリズム・Unified Contraction Algorithm (統一縮約法)の開発により、192倍の計算高速化に成功 (2) 南部-ベーテ-サルピーター波動関数の漸近形を調べることにより、三体力の定義を場の理論から確立 (3) 様々なクォーク質量・格子間隔で計算を行った結果、近距離領域で三体斥力が存在することを見出した、などが挙げられる。

研究成果

• [雑誌論文] Medium-Heavy Nuclei from Nucleon-Nucleon Interactions in Lattice QCD (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue, S. Aoki, B. Charron, T. Doi, T. Hatsuda, Y. Ikeda, N. Ishii, K. Murano, H. Nemura and K. Sasaki (HAL QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 91 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevc.91.011001
  • NAID: 120007130394
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lattice Study of Quark and Glue Momenta and Angular Momenta in the Nucleon (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Deka, T. Doi, Y.-B. Yang, B. Chakraborty, S.-J. Dong, T. Draper, M. Glatzmaier, M. Gong, H.-W. Lin, K.-F. Liu, D. Mankame, N. Mathur and T. Streuer (\chi QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 91 号: 1 ページ: 014505-014505
  • DOI: 10.1103/physrevd.91.014505
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin-Orbit Force from Lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Murano, N. Ishii, S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, Y. Ikeda, T. Inoue, H. Nemura and K. Sasaki (HAL QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 735 ページ: 19-24
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2014.05.061
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin-2 NΩ Dibaryon from Lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Etminan, H. Nemura S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, Y. Ikeda, T. Inoue, N. Ishii, K. Murano and K. Sasaki (HAL QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Nucl. Phys. A 巻: 928 ページ: 89-89
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2014.05.014
  • NAID: 120007136561
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Charmed Tetraquarks Tcc and Tcs from Dynamical Lattice QCD Simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikeda, B. Charron, S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, T. Inoue, N. Ishii, K. Murano, H. Nemura and K. Sasaki (HAL QCD Collaboration)
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 729 ページ: 85-90
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2014.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase shifts in I=2 pipi-scattering from two lattice approaches (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kurth, N. Ishii, T. Doi, S. Aoki and T. Hatsuda
  • 雑誌名: JHEP 巻: 12 号: 12 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1007/jhep12(2013)015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Equation of State for Nucleonic Matter and its Quark Mass Dependence from the Nuclear Force in Lattice QCD (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue, et al
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 111 号: 11 ページ: 112503-112503
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.112503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymptotic behavior of Nambu-Bethe-Salpeter wave functions for multi-particles in quantum field theories (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, N. Ishii, T. Doi, Y. Ikeda and T. Inoue
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 88 号: 1 ページ: 14036-14036
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.014036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strangeness and charmness content of the nucleon from overlap fermions on 2+1-flavor domain-wall fermion configurations (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Gong, A. Alexandru, Y. Chen, T. Doi, S.-J. Dong, T. Draper, W. Freeman, M. Glatzmaier, A. Li, K.-F. Liu and Z. Liu
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 88 号: 1 ページ: 14503-14503
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.014503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short Distance Repulsion Among Baryons (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, J. Balog, T. Doi, T. Inoue and P. Weisz
  • 雑誌名: Int. J. Mod. Phys. E 巻: 22 号: 05 ページ: 1330012-1330012
  • DOI: 10.1142/s0218301313300129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cutoff effects on lattice nuclear forces (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi, for HAL QCD Collaboration
  • 雑誌名: PoS LATTICE 巻: 2013 ページ: 226-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] 格子QCD シミュレーションによるハドロン間相互作用の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井琢身
  • 雑誌名: 原子核研究 巻: 58 ページ: 109-109
• [雑誌論文] 格子QCDシミュレーションで解き明かす核力の謎 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井琢身
  • 雑誌名: 日本シミュレーション学会誌 巻: 32 ページ: 16-16
• [雑誌論文] Construction of energy-independent potentials above inelastic thresholds in quantum field theories (2013)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki, Bruno Charron, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: D87 号: 3 ページ: 34512-34512
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.034512
  • NAID: 120007137058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unified contraction algorithm for multi-baryon correlators on the lattice (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi, M. G. Endres
  • 雑誌名: Computational Physics Communications 巻: 184 号: 1 ページ: 117-117
  • DOI: 10.1016/j.cpc.2012.09.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki (2012)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
  • 雑誌名: Theor. Exp. Phys 巻: 2012 (1) 号: 1 ページ: 105-105
  • DOI: 10.1093/ptep/pts010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hadron-Hadron Interactions from Imaginary-time Nambu-Bethe-Salpeter Wave Function on the Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyoshi Ishii, Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
  • 雑誌名: Phys.~Lett.~B 巻: 712 号: 4-5 ページ: 437-441
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2012.04.076
  • NAID: 120007137276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring Three-Nucleon Forces in Lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi et al.
  • 雑誌名: Prog.Theor.Phys. 巻: 127 号: 4 ページ: 723-738
  • DOI: 10.1143/ptp.127.723
  • NAID: 110009444525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Baryon Potentials and H-Dibaryon from 3-flavor Lattice QCD Simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Inoue, Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
  • 雑誌名: Nulcear Physics 巻: A881 ページ: 28-43
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2012.02.008
  • NAID: 120007137326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear physics from lattice simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi for HAL QCD Collaboration
  • 雑誌名: PoS LATTICE 巻: 2012 ページ: 9-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Few-baryon interactions from lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi for HAL QCD Collaboration
  • 雑誌名: FewBody Sys. 巻: in press
  • 査読あり
• [学会発表] Lattice QCD calculation of baryon forces (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Symposium on “From K to post-K supercomputer in particle, nuclear and astrophysics”
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-12
  • 招待講演
• [学会発表] Three-Nucleon Forces from Lattice QCD (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Hadrons and Hadron Interactions in QCD -- Effective theories and Lattice --; (HHIQCD2015)
  • 発表場所: YITP, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-02-15 – 2015-03-07
• [学会発表] HAL QCD method for hadron interactions on the lattice (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Multi-Hadron and Nonlocal Matrix Elements in Lattice QCD (MNME 2015)
  • 発表場所: BNL, Upton, USA
  • 年月日: 2015-02-05 – 2015-02-06
  • 招待講演
• [学会発表] Lattice QCD approach for Three-Nucleon Forces (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Workshop on Nuclear many-body physics based on QCD
  • 発表場所: RCNP, Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] Charmed Tetra-quark states in Lattice QCD –Interactions from HAL QCD method– (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: The InternationalWorkshop on Heavy Quarkonium 2014 (Quarkonium 2014)
  • 発表場所: CERN, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Recent development in Lattice QCD studies for Three-Nucleon Forces (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and JPS (Hawaii 2014)
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Quark mass dependence of three-nucleon forces in lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: The 32nd International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2014)
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-28
• [学会発表] Calculation of Nucleon Spin in Lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Workshop on High-energy QCD and nucleon structure
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] Nucleon spin from lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Workshop on High-energy QCD and nucleon structure
  • 発表場所: J-PARC, Tokai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Baryon interactions from lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: KEK theory center workshop on J-PARC hadron physics in 2014
  • 発表場所: J-PARC, Tokai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Quark mass dependence of Three-nucleon forces in Lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: JPS meeting
  • 発表場所: Tokai University, Hiratsuka, Kanagawa, Japan
• [学会発表] Nuclear Physics from Lattice QCD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Workshop on “K and post-K computer and fundamental physics”
  • 発表場所: RIKEN, Wako, Saitama, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Hadron interactions from Lattice QCD (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: The International workshop on strangeness nuclear physics (SNP2013)
  • 発表場所: Xiamen, China
  • 招待講演
• [学会発表] Lattice in Nuclear Physics: Overview & Outlook (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: 10th European Research Conference on ”Electromagnetic Interactions with Nucleons and Nuclei (EINN2013)
  • 発表場所: Paphos, Cyprus
  • 招待講演
• [学会発表] Cutoff effects on Lattice Nuclear Forces (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: The 31st International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2013)
  • 発表場所: Mainz, Germany
• [学会発表] “Nuclear Physics from Lattice QCD - Current status and prospects of lattice nuclear forces - (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: Workshop on the review and prospects of Innovative Areas “Fusion of Particle, Nuclear, Astrophysics”
  • 発表場所: Naruko Onsen, Miyagi, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Nucleon-Nucleon Interactions from Lattice QCD (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: 2nd DST-SERC School on Nuclear Matter Under Extreme Conditions (NUMEC)
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 招待講演
• [学会発表] Cutoff effects on Lattice Nuclear Forces (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: JPS meeting
  • 発表場所: Saijo, Japan
• [学会発表] Nuclear physics from lattice simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: the 30th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2012)
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Few-baryon Interactions from Lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: the 20th International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics (FB20)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Hadron Interactions on the Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: International Symposium on ``Quarks to Universe in Computational Science (QUCS 2012)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring Three-Nucleon Forces on the Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: International Workshop on ``QCD Structure I''
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring Three-Nucleon Forces in Lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: International Symposium on ``New Horizons for Lattice Computations with Chiral Fermions''
  • 発表場所: Upton, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Three-Nucleon Forces Explored from Lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: International Workshop on ``Lattice Hadron Physics'' (LHP IV)
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Three-Nucleon Forces Explored on the Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: International Workshop on ``Crossover 2012''
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 京コンピュータによるバリオン間相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Doi
  • 学会等名: JPS meeting
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 招待講演