双対ギンツブルグ・ランダウ理論によるクォーク核物理

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640278
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 土岐 博 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (70163962)
• 研究分担者: 鈴木 克彦 大阪大学, 核物理研究センター, COE研究員 ; 渡部 輝明 大阪大学, 核物理研究センター, COE研究員 ; 菅沼 秀夫 大阪大学, 核物理研究センター, 助手 (10291452)
• キーワード: 双対ゲンツブルグ・ランダウ理論 / カラーモノポール / クォークの閉じ込め / モノポールの凝縮 / インスタントン / 変形調和振動子 / バリオンの励起状態 / バリオンの3体閉じ込め力

研究概要

双対ギンツブルグ・ランダウ(DGL)理論はQCDの低エネルギー理論として注目されている。今年度はその意味するところを明らかにするための広範囲の研究を行なった。
1.DGL理論ではカラーモノポールの存在とその凝縮が重要な役割を荷う。その源としてインスタントンに注目し、インスタントンが多数集まるとモノポールが凝縮することを示した。さらにクォーク間のポテンシャルは実験の約半分の大きさが出ることを見出した。その上で、インスタントン場でのクォークの振る舞いを調べカイラル対称性の破れと共に閉じ込めの性質も出現することを見出した。
2.格子QCD計算を行ない3体力の計算を行なった。QCD計算では3つのクォークを最短に繋ぐ閉じ込め力が有力であることを得ることが出来た。これは、DGL理論の結果とも一致するもので、以前のグルオンの非対角成分がアーベリアンゲージでは質量を獲得するとの結果とあいまってDGL理論の大きなサポートとなる。
3.バリオンの励起スペクトルの変形調和振動子DOQ)モデルでの計算を行なった。バリオンのすべての実験結果を調べると2〜3の例外を除いて、DOQも出るの予言と非常に良く一致することを見出した。これはバリオンの励起状態が閉じ込め力によりすべて説明できることを意味している。更に、電磁転移の計算をも行なった。その結果、今までの非相対論的取り扱いの結果を大きく変えないことを見出した。その上で、パイオンの効果や相対論の効果の検討を始めた。QCDから獲られた体力を使ってバリオンの励起状態の計算を行なう検討をも始めた。

研究成果

• [文献書誌] M.Fukushima,H.Suganuma,H.Toki: "Monopole clustering and color confinement in the multi-instanton system"Physical Review. D60. 094504 1-10 (1999)
• [文献書誌] K.Suzuki,N.Nakajima,H.Toki: "Analyzing powers in inclusive pion production at high energy and the nucleon spin structure"Modern Physics Letters. A14. 1403-1412 (1999)
• [文献書誌] Y.Koma,H.Suganuma,H.Toki: "Flux-tube ring and glueball properties in the dual Ginzberg-Landau theory"Physical Review. D60. 074024 1-9 (1999)
• [文献書誌] A.I.Titov,T.-S.H.Lee,H.Toki,O.Streltsova: "Structure of the φ photoproduction amplitude at a few GeV"Physical Review. C60. 035205 1-20 (1999)
• [文献書誌] E.Marco,E.Oset,H.Toki: "Photoproduction of scalar mesons on protons and nuclei"Physical Review. C60. 015202 1-10 (1999)
• [文献書誌] E.Marco,S.Hirenzaki,E.Oset,H.Toki: "Radiative decay of ρ^0 and φ mesons in a chiral unitary approach"Physics Letters. B470. 20-26 (1999)
• [文献書誌] H.Ejiri and H.Toki: "Nucleon-Hadron Many Body Systems"Oxford Science Publications. 344 (1999)