格子量子色力学を用いた三体力の研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17667
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 土井 琢身 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (70622554)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 三体力 / ハイペロン力 / バリオン間力 / 核力 / 格子QCD

研究成果の概要

三体力やハイペロン力の量子色力学(QCD)からの決定は、素粒子・原子核・宇宙天文物理にまたがる最重要課題の一つであり、本研究では格子QCD第一原理計算を行った。主な成果として、(1) HAL QCD法、ルッシャー法という計算手法について、その信頼性を明らかにすると共に、手法間の不一致問題を解決した (2) 世界初の物理点クォーク質量計算において、ΩΩ、NΩ状態がユニタリー極限近傍の(準)束縛状態を作ることを明らかにした(3) 三体力をクォーク質量がより軽い領域まで進め、クォーク質量が軽くなると短距離斥力効果が大きくなる傾向を見出した。

自由記述の分野

原子核・ハドロン理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の原子核物理は、実験データに基づく核力を基盤として構築されてきた。本研究では、素粒子であるクォーク・グルーオンの基礎理論である量子色力学(QCD)に基づいて、核力のみならず、三体力やハイペロン力といったバリオン間力の決定を行った。これは、原子核物理に素粒子論からの基礎付けを与えるという大きな意義を持つと共に、中性子星の構造、連星中性子星合体現象とそこからの重力波・電磁波放出、宇宙の進化における元素合成、超新星爆発など、宇宙天文物理における現象の解明にもインパクトを与えるものである。