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2021 年度 実績報告書

第一原理計算から明らかにする階層構造の発現機構

計画研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 18H05407
研究機関東北大学

研究代表者

肥山 詠美子  東北大学, 理学研究科, 教授 (10311359)

研究分担者 保坂 淳  大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
金 賢得  京都大学, 理学研究科, 助教 (30378533)
金田 佳子  京都大学, 理学研究科, 准教授 (40300678)
NAIDON PASCAL  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (70611979)
土井 琢身  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (70622554)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードクラスター / マルチクオークシステム
研究実績の概要

ハドロン・原子核・原子・分子間の階層の物理系に対して第一原理計算を進め、物理の階層構造ができあがるメカニズムを解明、同時に、これらの分野間の研究融合を深め、それぞれの成果を相互に利用することにより、各分野および領域全体の発展を促進することを目的として研究を推進している。D01班では、ハドロン、原子核、原子分子分野の幅広い研究分野の研究者が共に分野間連携を促進しながら研究を進めている。その中での成果は以下の通りである。
2.マルチクオークシステムの構造研究
チャームを含むテトラクオークシステムの構造研究を4体問題として、束縛状態を精密に計算した。この計算値と格子QCDによる結果とを比較し、構成子クオーク模型による計算とconsistentであることを確かめた。これは、重いクオークを取り扱うときの構成子クオーク模型の信頼性を確かめるものである。
3.格子QCD計算により、ΩcccΩcccダイバリオンが束縛することを指摘した。
4.これまで開発してきた量子分子動力学法に、フェルミオンペアである水素原子核ペアの核スピン統計を満たす量子核回転項を取り入れることで、量子回転分子動力学法と呼べる新手法を開発した。これにより、フェルミオン水素原子核ペアが反対称核スピンを持ち回転基底状態にあるパラ水素と、対称核スピンを持ち回転励起状態にあるオルソ水素のエネルギー差(~170 K)や、遠心力によるH-H結合長差・H-H振動数差、定性的に異なる比熱や温度に依存して変化する両者の存在比までを高精度で再現した。量子回転分子動力学法は、電子励起状態ではなく、原子核励起状態において実時間ダイナミクスを追える初めての量子動力学法あり、原子核励起下の量子多体系動力学への扉を開く研究成果である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ハドロン、水素分子分野、格子QCD理論による計算により、多くの論文を掲載することに成功したことから。

今後の研究の推進方策

水素分子による第一原理計算法について順調に進んでおり、2022年度には完成する予定である。また、グザイー核子間相互作用はすでに構築されており、この相互作用を活用した軽いグザイハイパー核の構造とその実験の可能性を2022年度に議論する予定である。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (30件) (うち国際共著 19件、 査読あり 27件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Doubly heavy tetraquark resonant states2022

    • 著者名/発表者名
      Qi Meng, Masayasu Harada, Emiko Hiyama, Atsushi Hosaka, Makoto Oka
    • 雑誌名

      Phys.Lett.B

      巻: 824 ページ: 136800

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136800

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prediction of exotic hyperon halos in neutron-rich Zr hypernuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Ying Zhang, Hiroyuki Sagawa, Emiko Hiyama
    • 雑誌名

      PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS

      巻: 2022(2) ページ: 023D01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong decays of multi-strangeness baryon resonances in the quark model2022

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Jafar Arifi, Daiki Suenaga, Atsushi Hosaka, Yongseok Oh
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 105 ページ: 094006

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.094006

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Decays of Roper-like singly heavy baryons in a chiral model2022

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suenaga, Atsushi Hosaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 105 ページ: 074036

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.074036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite volume analysis on systematics of the derivative expansion in HAL QCD method2022

    • 著者名/発表者名
      T. Doi, Y. Lyu, H. Tong, T. Sugiura, S. Aoki, T. Hatsuda, J. Meng and T. Miyamoto
    • 雑誌名

      PoS LATTICE2021

      巻: 564 ページ: -

    • DOI

      10.48550/arXiv.2112.04997

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Most charming dibaryon near unitarity2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Lyu, H. Tong, T. Sugiura, S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, J. Meng and T. Miyamoto
    • 雑誌名

      PoS LATTICE2021

      巻: 606 ページ: -

    • DOI

      10.48550/arXiv.2112.01682

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Nuclear force with LapH smearing2022

    • 著者名/発表者名
      T. Sugiura, Y. Akahoshi, T. Aoyama, T. M. Doi and T. Doi
    • 雑誌名

      PoS LATTICE2021

      巻: 565 ページ: -

    • DOI

      10.48550/arXiv.2202.12532

  • [雑誌論文] Flow-Induced Autonomic Ordering of Hydrogen Molecules under a Non-Equilibrium Flow2022

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Yamaoka, I-Ya Chang and Kim Hyeon-Deuk
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters,

      巻: 13 ページ: 3579-3585

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c00914

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shape- and Size-Dependent Kinetic Ethylene Sieving from a Ternary Mixture by a Trap-and-Flow Channel Crystal2022

    • 著者名/発表者名
      Qiubing Dong, Yuhang Huang, Kim Hyeon-Deuk, I-Ya Chang, Jingmeng Wan, Changlin Chen,Jingui Duan Wanqin Jin and Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 32(38) ページ: 2270212

    • DOI

      10.1002/adfm.202270212

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Polyoxocationic Antimony Oxide Cluster with Highly Acidic Protons2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Watanabe, Kim Hyeon-Deuk, Takafumi Yamamoto, Masayoshi Yabuuchi, Olesia M. Karakulina,Yasuto Noda etc.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8(24) ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.abm5379

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shallow Trimers of Two Identical Fermions and One Particle in Resonant Regimes2022

    • 著者名/発表者名
      Pascal Naidon, Ludovic Pricoupenko, Christiane Schmickler
    • 雑誌名

      SciPost Phys.

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.21468/SciPostPhys.12.6.185

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-threshold production of antihydrogen positive ion in positronium-antihydrogen collision2021

    • 著者名/発表者名
      Takuma Yamashita, Yasushi Kino, Emiko Hiyama, Svante Jonsell, Piotr Froelich
    • 雑誌名

      NEW JOURNAL OF PHYSICS

      巻: 23(1) ページ: 012001

    • DOI

      10.1088/1367-2630/abd682

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Weinberg operator contribution to the nucleon electric dipole moment in the quark model2021

    • 著者名/発表者名
      Nodoka Yamanaka, Emiko Hiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103(3) ページ: 035023

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.035023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quark model analysis of the Weinberg operator contribution to the nucleon EDM2021

    • 著者名/発表者名
      Nodoka Yamanaka, Emiko Hiyama
    • 雑誌名

      Few Body Syst.

      巻: 62 ページ: 27

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01611-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable double-heavy tetraquarks: Spectrum and structure2021

    • 著者名/発表者名
      Qi Meng, Emiko Hiyama, Atsushi Hosaka, Makoto Oka, Philipp Gubler, Kadir Utku Can, Toru T. Takahashi & Hongshi Zong
    • 雑誌名

      Physics Letters, Section B

      巻: 814 ページ: 136095

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136095

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyperon halo structure of C and B isotopes2021

    • 著者名/発表者名
      Ying Zhang, Hiroyuki Sagawa, Emiko Hiyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 103(3) ページ: 034321

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.103.034321

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prediction of Double-heavy Tetraquarks Bound States in Quark Model2021

    • 著者名/発表者名
      Qi Meng, Emiko Hiyama, Atsushi Hosaka, Makoto Oka, Philipp Gubler, Kadir Utku Can, Toru T. Takahashi & Hongshi Zong
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62 ページ: 79

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01665-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for the Lightest Double-\Lambda Hypernucleus, { _{\varvec{\Lambda }\varvec{\Lambda } }^{\varvec{5 } } }H, at J-PARC2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fujioka, Shuhei Ajimura, Tomokazu Fukuda, Toshiyuki Gogami, Emiko Hiyama etc.
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62(3) ページ: 47

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01635-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Four-body Calculation of Inelastic Scattering Cross Sections of Positronium-Antihydrogen Collision2021

    • 著者名/発表者名
      Takuma Yamashita, Yasushi Kino, Emiko Hiyama, Svante Jonsell, Piotr Froelich
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 62(4) ページ: 81

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01661-w

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Decay properties of Roper resonance in the holographic QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Fujii, Atsushi Hosaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 104 ページ: 014022

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.014022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model independent analysis of coupled-channel scattering: a deep learning approach2021

    • 著者名/発表者名
      Denny Lane B. Sombillo, Yoichi Ikeda, Toru Sato, Atsushi Hosaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 104 ページ: 036001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.036001

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pion Induced Productions for the Study of Heavy Baryons2021

    • 著者名/発表者名
      Sang-In Shim, Atsushi Hosaka, Hyun-Chul Kim
    • 雑誌名

      Few Body Syst.

      巻: 62 ページ: 82

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01670-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pc(4312)+ and Pc(4337)+ as interfering Σc-D and Λc-D * threshold cusps2021

    • 著者名/発表者名
      S.X. Nakamura, A. Hosaka, and Y. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 104 ページ: L091503

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.L091503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dibaryon with highest charm number near unitarity from lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Lyu, H. Tong, T. Sugiura, S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, J. Meng and T. Miyamoto
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      巻: 127 ページ: 072003

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.127.072003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Emergence of the rho resonance from the HAL QCD potential2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Akahoshi, S. Aoki and T. Doi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 104 ページ: 054510

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.054510

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-energy dipole excitations in O20 with antisymmetrized molecular dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shikata, Yoshiko Kanada-En'yo
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 104 ページ: 034314

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.104.034314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of multistep effects for proton inelastic scattering to the 2 + 1 state in 6 He2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ogawa, T. Matsumoto, Y. Kanada-En’yo and K. Ogata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 104 ページ: 044608

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.104.044608

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding of antikaons and Λ(1405) clusters in light kaonic nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanada-En’yo
    • 雑誌名

      The European Physical Journal A

      巻: 57 ページ: 185

    • DOI

      10.1140/epja/s10050-021-00459-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] stinct Liquid-Like and Gas-Like Structural and Dynamical Properties in Supercritical Hydrogens2021

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Yamaoka and Kim Hyeon-Deuk
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 23 ページ: 22110 - 22118

    • DOI

      10.1039/D1CP02650J

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near -Unity Singlet Fission on a Quantum Dot Initiated by Resonant Energy Transfer2021

    • 著者名/発表者名
      Jie Zhang, Hayato Sakai, Katsuaki Suzuki, Taku Hasobe, Nikolai V. Tkachenko, I-Ya Chang, Kim Hyeon-Deuk, Hironori Kaji, Toshiharu Teranishi, Masanori Sakamoto
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143(42) ページ: 17388-17394

    • DOI

      10.1021/jacs.1c04731

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Structure of 7H with t+4n cluster2022

    • 著者名/発表者名
      Emiko Hiyama
    • 学会等名
      YIPQS long-term workshop“Mean-field and Cluster Dynamics in Nuclear Systems 2022 (MCD2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure of 7H with t+4n four-body cluster model2022

    • 著者名/発表者名
      Emiko Hiyama
    • 学会等名
      KITP Conference: Opportunities and Challenges in Few-Body Physics: Unitarity and Beyond, UC Santa Barbara
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TetraquarksQQ'q*q* in a quark model2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hosaka
    • 学会等名
      International conference, KITP Flux tube conference, Santa Barbara
    • 国際学会
  • [学会発表] Status and Prospects of Baryon Interactions from Lattice QCD2022

    • 著者名/発表者名
      T. Doi
    • 学会等名
      Second International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (2nd J-PARC HEF-ex WS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Few-body aspect of hypernuclear physics2021

    • 著者名/発表者名
      Emiko Hiyama
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会 PRC and JPS-DNP joint symposium
  • [学会発表] Probing hadron-hadron interactions from lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      T. Doi
    • 学会等名
      JPS meeting (Symposium session), online
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hyperon forces from Lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      T. Doi
    • 学会等名
      Workshop on J-PARC Hadron Hall Extension HIHR/K1.1, online
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子分子動力学法で探索する水素凝縮系の未知物性-過冷却(低温)から超臨界(高温)まで2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyeon-Deuk
    • 学会等名
      分子科学会
  • [学会発表] 子分子動力学法で探索する水素凝縮系の未知物性ー過冷却(低温)から超臨界(高温)まで2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyeon-Deuk
    • 学会等名
      分子シミュレーション討論会
  • [学会発表] Four-body structure of tetra-neutron system2021

    • 著者名/発表者名
      Emiko Hiyama
    • 学会等名
      Neutron Unbound Systems Around the dripline,Remote
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hadron physics -Theoretical background2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hosaka
    • 学会等名
      Focused Review of Hadron Experimental Facility EXtension (HEF-EX), on-line
    • 国際学会
  • [学会発表] Heavy tetra and penta quarks2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hosaka
    • 学会等名
      APCTP Focus Program in Nuclear Physics 2021 Part I: Hadron properties in a nuclear medium from the quark and gluon degrees of freedom
  • [学会発表] Hadron physics /Past-Present-future2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hosaka
    • 学会等名
      International workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (J-PARC HEF-ex WS)
    • 国際学会
  • [学会発表] YN and YY interactions from Lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      T. Doi
    • 学会等名
      The 4th International workshop on strangeness nuclear physics (SNP2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-Nucleon Forces from Lattice QCD2021

    • 著者名/発表者名
      T. Doi
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on Chiral Dynamics (CD2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Finite volume analysis on systematics of the derivative expansion in HAL QCD method2021

    • 著者名/発表者名
      T. Doi, Y. Lyu, H. Tong, T. Sugiura, S. Aoki, T. Hatsuda, J. Meng and T. Miyamoto
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous Properties of Condensed Hydrogen Systems under Extreme Thermodynamic Conditions Revealed by the Non-Empirical Ab Initio2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyeon-Deuk
    • 学会等名
      Interstellar Matter 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous Properties of Condensed Hydrogen Systems under Extreme Thermodynamic Conditions Revealed by the Non-Empirical Ab Initio Molecular Dynamic Simulation Method2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyeon-Deuk
    • 学会等名
      CCP2021
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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