量子色力学にもとづく真空構造とクォーク力学

2012 年度 実績報告書

• 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: 20105002
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大野木 哲也 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70211802)
• 研究分担者: 藏増 嘉伸 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 准教授 (30280506) ; 山田 憲和 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (50399432)
• 研究期間 (年度): 2008-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 数値計算 / 格子ゲージ理論 / 量子色力学 / クォーク

研究実績の概要

本研究の目的は格子計算を用いた第一原理計算による　(1)QCDの真空構造とクォーク力学を解明(2)ハドロンの相互作用、低エネルギー定数の決定(3)核力の精密に決定、を通じて素粒子論および原子核理論において基礎的な理論情報を提供することである。最近の進展により3フレーバーの効果を取り込んだQCDの数値シミュレーションが可能になりつつある。我々は上記の目的を達成するためQCDの第一原理計算を確立することを目標とする。応用として有効理論のパラメータの決定や、ハドロン散乱の格子計算を通じて核理論や宇宙論など他の班の研究に対するインプットを高精度で与えることができる。またこの手法は素粒子のフレーバー物理等、新しい物理を念頭においた研究にも自然に応用が可能で様々な進展が期待できる。

格子QCDの真空構造とハドロンの性質について以下の研究を行った。大野木を含むJLQCD collaborationは厳密なカイラル対称性をもちいた2+1フレーバーQCDの格子計算によって暗黒物質の探索レートの予言に重要な核子のσ項の精密決定を行った。その他にK中間子の形状因子、N=1の超対称ゲージ理論のカイラル凝縮の初期的研究も行った。山田はラージNゲージ理論の研究、フレーバー数の多い場合のQCDの結合定数研究をおこなった。蔵増を含むPACS-CS CollaborationはWilsonフェルミオンを用い、物理的質量直上での現実的格子QCD計算によるハドロン物理の研究を行った。2+1フレーバーQCDにおけるρ中間子の崩壊、チャームクォークを含むハドロンの性質の探求、少数核子系の束縛状態（deuteron）の直接計算の研究を行った。また、有限密度系の格子計算に対する手法の初期的研究も行った。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Nucleon strange quark content from Nf=2+1 lattice QCD with exact chiral symmetry (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Ohki, K.Takeda, S.Aoki, S.Hashimoto, T.Kaneko, H.Matsufuru, J.Noaki, T.Onogi
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D 87, 034509 ページ: pp.1~pp.13
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.87.034509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of quantum chromodynamics on the lattice with exactly chiral lattice fermions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, T.-W.Chiu, G.Cossu, X.Feng, H.Fukaya, S.Hashimoto, T.-H.Hsieh, T.Kaneko, H.Matsufuru, J.-I.Noaki, T.Onogi, E.Shintani, K.Takeda
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 01A106 ページ: pp.1～pp.33
  • DOI: DOI: 10.1093/ptep/pts006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral symmetry breaking in lattice brane QED model (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Shintani, T.Onogi
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 062 ページ: pp.1～pp.7
• [雑誌論文] Chiral behavior of kaon semileptonic form factors in lattice QCD with exact chiral symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Kaneko, S.Aoki, G.Cossu, X.Feng, H.Fukaya, S.Hashimoto, J.Noaki, T.Onogi
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 111 ページ: pp.1～pp.7
• [雑誌論文] Pion form factors in the epsilon regime (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Fukaya, S.Aoki, S.Hashimoto, T.Kaneko, H.Matsufuru, J.Noaki, T.Onogi, N.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 198 ページ: pp.1~pp.7
• [雑誌論文] Large Nc volume reduction and chiral random matrix theory (2012)
  • 著者名/発表者名: J.-W.Lee, M.Hanada, N.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 047 ページ: pp.1~pp.7
• [雑誌論文] Lattice study on two-color QCD with six flavors of dynamical quarks (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Hayakawa, K.-I.Ishikawa, Y.Osaki, S.Takeda, N.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 040 ページ: pp.1~pp.7
• [雑誌論文] Lattice quantum chromodynamics at the physical point and beyond (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Aoki, N.Ishii, K.-I.Ishikawa, N.Ishizuka, T.Izubuchi, D.Kadoh, K.Kanaya, Y.Kuramashi,Y. Namekawa, O.H.Nguyen, M.Okawa, K.Sasaki, Y.Taniguchi, A.Ukawa, N.Ukita, T.Yamazaki, T.Yoshie
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 01A102 ページ: pp.1~pp.31
  • DOI: DOI: 10.1093/ptep/pts002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite size scaling for 4-flavor QCD with finite chemical potential (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Takeda, X.-Y. Jin, Y. Kuramashi, Y. Nakamura, A. Ukawa
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 066 ページ: pp.1~pp.7
• [雑誌論文] Multi-block/multi-core SSOR preconditioner for the QCD quark solver for K computer (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Boku, K.-I. Ishikawa, Y. Kuramashi, K. Minami, Y. Nakamura, F. Shoji, D. Takahashi, M. Terai, A. Ukawa, T. Yoshie
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 188 ページ: pp.1-pp.7
• [雑誌論文] Helium nuclei, deuteron and dineutron in 2+1 flavor lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamazaki, K.-I. Ishikawa, Y. Kuramashi, A. Ukawa
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D86 074514 ページ: pp.1-pp.9
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.86.074514
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1+1+1 flavor QCD + QED simulation at the physical point (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, K.-I. Ishikawa, N. Ishizuka, K. Kanaya, Y. Kuramashi, Y. Nakamura, Y. Namekawa, M. Okawa, Y. Taniguchi, A. Ukawa, N. Ukita, T. Yoshie
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D86 034507 ページ: pp.1-pp.6
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.86.034507
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the phase of quark determinant in lattice QCD with finite chemical potential (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Takeda, T. Kuramashi, A. Ukawa
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D85 096008 ページ: pp.1-pp.12
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.85.096008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified Block BiCGSTAB for Lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, K.-I. Ishikawa, Y. Kuramashi, T. Sakurai, H. Tadano
  • 雑誌名: Computer Physics Communications 巻: 183 ページ: pp.34-pp.37
  • DOI: DOI: 10.1016/j.cpc.2011.08.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound states of multi-nucleon channels in N_f=2+1 lattice QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamazaki, K.-I. Ishikawa, Y. Kuramashi, A. Ukawa
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LATTICE2012 143 ページ: pp.1-pp.7
• [学会発表] Particle Physics Project (A01) Report (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onogi
  • 学会等名: Quarks to Universe in Computational Science
  • 発表場所: Nara Prefectural Public Hall
  • 年月日: 2012-12-13 – 2012-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring for Technicolor from QCD (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yamada
  • 学会等名: New Horizons for Lattice Computations with Chiral Fermions
  • 発表場所: Brookhaven National Laboratory
  • 年月日: 2012-05-16 – 2012-05-16
  • 招待講演
• [学会発表] 1+1+1 Flavor QCD+QED Simulation at the Physical Point (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramashi
  • 学会等名: New Horizons for Lattice Computations with Chiral Fermions
  • 発表場所: Brookhaven National Laboratory
  • 年月日: 2012-05-16 – 2012-05-16
  • 招待講演
• [備考] 量子色力学にもとづく真空構造とクォーク力学
  • URL: http://suchix.kek.jp/bridge/A01/