| 研究課題/領域番号 |
15K17667
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
土井 琢身 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (70622554)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 三体力 / ハイペロン力 / バリオン間力 / 格子QCD |
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| 研究実績の概要 |
QCDに直接基づいたバリオン間相互作用の決定は、原子核物理学における最重要課題の一つである。中でも、三体力やハイペロン力の計算は、高密度核物質の状態方程式、ひいては中性子星の構造を決定する上で非常に重要である。2017年に連星中性子星の合体現象が重力波・電磁波で同時観測されるにおよび、バリオン間力決定の重要性は宇宙天文物理学でもより一層強く認識されている。本年度は、主にハイペロン力の物理点での決定を行うと共に、将来の二体力・三体力の物理点での高精度決定に向けて、計算手法が持つ系統誤差についての研究を行うと共に、その抑制を目指した研究開発を行った。
1. バリオン間力について物理点クォーク質量における計算を行った。核力からハイペロン力まで系統的に計算を行い、実験的不定性が大きい、ストレンジネス|S|が大きいチャネルについて定量的予言を行った。特に、ΩΩ相互作用が強い引力となっていることを明らかにし、系がユニタリー極限近傍にあることを予言した。
2. 格子QCDにおける二体力計算に関して、直接法、HAL QCD法という、二つの異なる手法間で結果が食い違うという問題があった。昨年度は、直接法の結果の信頼性を検証する手法を開発し、直接法の結果が信頼できないことを示したが、今年度は、我々が用いる HAL QCD法の系統誤差、特にポテンシャルの微分展開の収束性や非弾性状態の混合について研究し、これらの誤差がコントロールされていることを明らかにした。また、非弾性状態の混合を抑制する新手法として、LapH法の用いた研究をスタートさせた。
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| 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
パイオン質量 0.5GeV における三核子力計算については一段落し、今年度は二体力の物理点計算、および HAL QCD法における系統誤差の検証の研究に重点を置いた。前者については、ΩΩ系がユニタリー極限近傍のダイバリオン束縛状態を作る可能性を初めて見いだすと共に、他のチャネルについてもハイペロン力に関する様々な重要成果が得られた。HAL QCD法における系統誤差については、パイオン質量 0.5 GeV において、ポテンシャルの微分展開の収束性、非弾性状態の混合という最も重要な系統誤差について定量的に調べ、それらがコントロールされていることを示した。これは、三体力を HAL QCD法で計算することの正当性を与える結果ともなっている。また、三体力を含むバリオン間力計算の長期的戦略として、クォーク質量が軽い領域で精度の良い計算を進めていくために、京コンピュータを用いて、パイオン質量 0.27 GeVでの大規模な配位生成計算を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
2017年度にパイオン質量 0.27 GeV で大規模生成生成した配位を用いて、バリオン間力の精密計算を進めていく。最初は二体力計算からスタートし、その後三体力計算へと進めていく予定である。また、長期的には非弾性状態の混合による系統誤差のコントロールが最重要課題となる見込みであり、2017年度より始めた LapH法を用いた計算など、非弾性状態混合の抑制に向けた研究開発を進めていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ予定通りの使用であったが、昨年度の繰り越し分もあったり、会議滞在費を主催者が負担してくれたりしたため、次年度使用額が発生した。
海外開催の国際会議への参加、コンピュータ関連物品の購入を行う予定である。
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