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2018 年度 実績報告書

量子色力学に基づくクォーク・グルーオンの非摂動的性質とハドロンの諸性質の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05076
研究機関京都大学

研究代表者

菅沼 秀夫  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10291452)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード量子色力学(QCD) / クォーク / グルーオン / カラーの閉じ込め / 強磁場 / 非可換ヒッグス理論 / 次元縮小 / モノポール
研究実績の概要

強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)に基づき、現代物理学においても未解決な問題である「カラーの閉じ込め」に関する独自性の高い下記の研究を行った。
1.QCDにおける「カラーの閉じ込め」と「強磁場中の物理」の類似性の研究:カラーの閉じ込めはQCDが示す「極めて特異な現象」であり、他の物理系では殆ど見られない。その謎を解く鍵のひとつは「カラー電束の1次元化」であるが、実は、物理において非常にポピュラーな「強磁場」という状況下では、荷電粒子の 最低ランダウ準位のみが主要となり、結果、有効次元が減少し、空間自由度が1次元的になる。そこで、QCDとは異なる“SU(2)の非可換ヒッグス理論”を対象に、「一定の強磁場」を想定し、研究を行った。その結果、荷電ベクトル場がゼロ質量になる「臨界強磁場」中での非可換ヒッグス系においては、磁場の方向に「空間1次元的な強相関」が生じ、QCDの閉じ込め現象に特徴的な「線型ポテンシャル」が現れることを示した。これは、新しいタイプの閉じ込め現象の可能性を示唆するものである。
2.クォークの閉じ込めに対する双対超伝導描像の定量的研究:クォークの閉じ込め機構の有力な仮説の1つに、南部・トフーフト・マンデルスタムが提唱した「双対超伝導描像」がある。これは、QCD真空を「超伝導と双対な系」と捉え、QCDモノポールの凝縮により、カラー電束の1次元化を説明する物理的な描像である。我々は、最大可換ゲージでのSU(3)QCDに対して、大きなサイズでの高統計の格子QCD計算を行い、中間子およびバリオン中での「クォークに対する閉じ込め力」に対する、QCDモノポールの寄与を高精度で計算した。その結果、中間子とバリオン(3クォーク系)の双方について、「ハドロン中のクォーク閉じ込め」に対して、QCDモノポールの寄与が主要である等の「モノポール・ドミナンス」を定量的に示した。

備考

※ researchmapと個人のwebページに、発表論文、及び、国際会議や日本物理学会での招待講演などの研究成果を記載している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ヴロツワフ大学(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      ヴロツワフ大学
  • [雑誌論文] Non-abelian Higgs Theory in a Strong Magnetic Field and Confinement2018

    • 著者名/発表者名
      H. Suganuma
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: Confinement 2018 ページ: 064 (8 pages)

    • DOI

      https://pos.sissa.it/336/064/pdf

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monopole Dominance of Confinement in SU(3) Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      H. Suganuma and N. Sakumichi
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: Confinement 2018 ページ: 267 (8 pages)

    • DOI

      https://pos.sissa.it/336/267/pdf

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Non-abelian Higgs Theory in a Strong Magnetic Field and Confinement2018

    • 著者名/発表者名
      Hideo Suganuma
    • 学会等名
      Quark Confinement and the Hadron Spectrum XIII (Confinement 2018), Maynooth U., Ireland, 31 July - 6 August 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Monopole Dominance of Confinement in SU(3) Lattice QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Hideo Suganuma
    • 学会等名
      Quark Confinement and the Hadron Spectrum XIII (Confinement 2018), Maynooth U., Ireland, 31 July - 6 August 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 強電磁場中での対称性の振る舞い ~1988-92 年の研究2018

    • 著者名/発表者名
      菅沼秀夫
    • 学会等名
      研究会「高密度クォーク・ハドロン物質と中性子星」, 京都大学, 2018年5月26日
    • 招待講演
  • [備考] researchmap 菅沼 秀夫

    • URL

      https://researchmap.jp/read0069370

  • [備考] Hideo Suganuma's webpage

    • URL

      http://suganuma-hideo.o.oo7.jp/hideo/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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