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格子QCDに基づくハイペロン相互作用と軽いグザイハイパー核の構造

公募研究

研究領域素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明
研究課題/領域番号 21105515
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

根村 英克  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80391738)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードストレンジネス / 第一原理計算 / ハイパー核 / 量子色力学 / 格子QCD / 逆散乱問題 / 少数多体問題 / 確率論的変分法
研究概要

陽子や中性子など核子間に働く力(核力)をストレンジネスを含むように拡張したハイペロン力の理解は、中性子星の内部など高密度の原子核物質の性質を理解する上で欠かせない課題である。特に、観測されている中性子星の最大質量をハイペロン力に基づき、矛盾なく説明できるかどうかは、最近の大きな問題のひとつである。本研究では、ハイペロン力の性質を、量子色力学に基づく格子QCD計算からハイペロンポテンシャルを計算することによって調べた。さまざまなハイペロン核子系の中でも、実験データが比較的豊富で、その性質の理解が他のハイペロン核子系よりも進んでいるラムダ核子系に注目し、これと同じ量子数を持つ系のハイペロンポテンシャルを求めた。
PACS-CSグループによって生成された2+1フレーバQCDのゲージ配位を利用し、比較的大きな空間体積(2.9fm^3)中での南部-Bethe-Salpeter波動関数を計算した。時間相関を利用してマルチハドロン系のポテンシャルを効率よく計算するための新しい方法を用いることにより、ラムダ核子ポテンシャル、シグマ核子ポテンシャルを計算することに成功した。得られたポテンシャルを適当な関数形でフィットすることにより、散乱長・有効距離並びに散乱位相差を格子QCDシミュレーションの統計誤差を含めて評価することに成功した。ラムダ核子系の相互作用はスピン三重項・一重項のいずれでも引力的あるのに対し、アイソスピン(I=3/2)のシグマ核子系では、スピン三重項状態では斥力となり、スピン一重項状態では、引力となる結果が得られた。
今後は、非弾性チャネルを含む枠組みへの解析方法の拡張を進めていく予定である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Lambda-nucleon potential calculated from lattice QCD2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1388 ページ: 628-631

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Baryon-baryon interaction of strangeness S=-1 sector2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      PoS

      巻: LAT2011 ページ: 167-167

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Extraction of Hadron Interactions above Inelastic Threshold in Lattice QCD2011

    • 著者名/発表者名
      S.Aoki
    • 雑誌名

      Proc.Jpn.Acad.

      巻: B87 ページ: 509-517

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Baryon-Baryon Interaction in Lattice QCD2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 835

      ページ: 176-183

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyperon-nucleon forces calculated from lattice QCD2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A 24

      ページ: 2110-2117

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Central and tensor Lambda-Nucleon potentials from lattice QCD2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      PoS LAT2009

      ページ: 152-152

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of hyperon-nucleon potential from lattice QCD2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nemura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sendai International Symposium Strangeness in Nuclei and Hadronic Systems

      ページ: 150-155

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Lattice QCDによるバリオン間相互作用と中性子星2012

    • 著者名/発表者名
      根村英克
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 格子QCDによるストレンジネス(-1)のハイペロン核子相互作用の研究2012

    • 著者名/発表者名
      根村英克
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 格子QCDによるバリオン間相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      根村英克
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Light Hypernuclei and hyperon-nucleon potentials based on lattice QCD2009

    • 著者名/発表者名
      根村英克
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Nuclear Physics Division of the APS and JPS
    • 発表場所
      Waikoloa, Hawaii, Hawaii
    • 年月日
      2009-10-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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