| 研究領域 | ニュートリノで拓く素粒子と宇宙 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00064
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
新谷 栄悟 筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (70447225)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 陽子崩壊 / 格子QCD / 素粒子物理 / 大統一理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
格子QCDを用いた陽子崩壊現象に関わるQCD寄与の非摂動的計算を行う。陽子崩壊は将来観測されるであろう新物理現象の有力な候補であり、素粒子大統一理論の存在を確定する重要な物理現象となる。大統一理論の予想には理論的な不定性が依然として大きいが、その一つがQCD寄与の計算である。これは現象論モデルにおけるモデル依存性であるが、格子QCDを用いた第一原理計算はその不定性を完全に除去できる。そこで、本研究では高精度な格子QCD計算により、QCD寄与を完全な形で求めることを目標にした。この計算は大統一理論における基本パラメータであり、大統一理論の確立において重要である。
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| 研究実績の概要 |
当該年度において格子QCDを用いた陽子崩壊過程にかかるQCD寄与の行列計算を実施した。陽子崩壊過程においては低エネルギー領域における非摂動的寄与を正確に求めなければ理論計算と実験値との整合性を厳密にとることが困難となる。しかしながらこれまでの評価方法においては、ある種の有効モデルを仮定した上で求められているために正確性に欠くものであった。そこで、格子QCDを用いることにより第一原理計算によりバリオン数の破れを含んだ行列要素を理論的厳密性を持った評価を行うことができる。さらにこの評価値は大統一理論における基本的なインプットパラメータとして重要である。
当該行列要素の格子QCD計算は、これまで様々なパラメータを用いて行われているが、現実的な評価方法とは言い難く、様々な問題を含んでいる。第一に格子サイズが小さく有限格子における無視できない寄与が存在しうる。第二にクォーク質量が非現実的に重いために物理点への外挿において系統誤差が存在する。さらに、格子間隔が大きいために格子化誤差が無視できない。これらの問題を解決する計算手法を当該年度において実行して、非常に高精度かつ信頼性の高い結果を得ることに成功した。PACSグループが生成した物理点上のクォーク質量を持つ大体積のゲージ配位を用いることで、上記の系統誤差を無視できるほど小さくすることが可能となった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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