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格子QCDによるハイペロン相互作用の研究とハイパー核への展開

公募研究

研究領域実験と観測で解き明かす中性子星の核物質
研究課題/領域番号 25105505
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
研究機関筑波大学

研究代表者

根村 英克  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80391738)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードハイペロン核子相互作用 / ハイパー核 / ストレンジネス / 少数多体問題 / 量子色力学 / 格子QCD / 核力 / エキゾチックハドロン / 格子QCD
研究実績の概要

本研究課題は、なるべく物理点に近いクォーク質量領域において大きな空間体積を持った格子QCD計算を行い、ラムダ核子相互作用並びにシグマ核子相互作用の性質を、中心力、テンソル力、スピン軌道力について調べ、そこで得られたポテンシャルを用いて、軽いハイパー核の精密計算を実行し、ストレンジネスを含んだ一般化核力の性質を、これまで以上に定量的に明らかにしていくことを目指すものである。
平成26年度は、まず格子QCD計算部分の基本的な数値計算手法の開発を25年度に引き続き行った。具体的には、25年度に開発した、ラムダ核子、シグマ核子系をはじめとする複数の南部-Bethe-Salpeter波動関数を、一度の計算で同時に効率よく計算できる(例えば、クォーク演算子の内部自由度とフェルミ統計性に起因する演算の繰り返しの回数を、unified contraction法よりも数分の一程度に短縮することができる)アルゴリズムを、複数のGPGPUを利用できるように、CUDAを用いて実装することに成功した。すなわち、筑波大学計算科学研究センターの大型計算機であるHA-PACS上でMPI+OpenMPによるハイブリッド並列動作環境に加えてマルチGPUによる計算が可能となった。
また、π中間子の質量が約470MeVになるような重いクォーク質量での格子QCD計算によって、偶パリティの中心力およびテンソル力だけでなく、奇パリティ状態のスピン軌道力ポテンシャルが得られている。この格子QCDによる、新たにスピン軌道力を含む核力ポテンシャルを用いた、4核子系の精密計算を確率論的変分法を用いて行うことに成功した。現在の結果はまだ予備的なものであるが、従来の偶パリティ状態の中心力並びにテンソル力のみを用いた場合と比較して、核力ポテンシャルに新たに加えられた部分は弱い斥力的寄与を与えている。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Recent developments on LQCD studies of nuclear force2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nemura (for HAL QCD Collaboration)
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics E

      巻: 23 号: 07 ページ: 1461006-1461006

    • DOI

      10.1142/s0218301314610060

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] ΛN and ΣN Interactions from Lattice QCD2013

    • 著者名/発表者名
      Hidekatsu Nemura (for HAL QCD Collaboration)
    • 雑誌名

      Few Body Systems

      巻: 54 号: 7-10 ページ: 1223-1226

    • DOI

      10.1007/s00601-013-0677-2

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] An implementation of hybrid parallel C++ code for the four-point correlation function of various baryon-baryon systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hidekatsu Nemura (for HAL QCD Collaboration)
    • 雑誌名

      PoS

      巻: LATTICE 2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic variational calculation of 4He using lattice NN potential2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nemura, (for HAL QCD Collaboration)
    • 学会等名
      International Workshop on New Frontier of Numerical Methods for Many-Body Correlations ― Methodologies and Algorithms for Fermion Many-Body Problems
    • 発表場所
      Hongo campus, The University of Tokyo
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子QCD計算によるハイペロンポテンシャルと核子多体系への適用2014

    • 著者名/発表者名
      根村英克, for HAL QCD Collaboration
    • 学会等名
      RCNP研究会 "QCDを基礎とする核子多体系物理の理解"
    • 発表場所
      大阪大学 核物理研究センター, 大阪府茨木市美穂ヶ丘10-1
    • 年月日
      2014-12-19 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 格子QCDによるハイペロンポテンシャルとハイパー核(II)2014

    • 著者名/発表者名
      根村英克, for HAL QCD Collaboration
    • 学会等名
      「ストレンジネスを含む原子核の最近の展開」研究会
    • 発表場所
      熱川ハイツ, 静岡県賀茂郡 東伊豆町奈良本1240-14
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 格子QCDによる一般化核力研究のための高速アルゴリズムの検討2014

    • 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
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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