2019 年度研究成果報告書

ホログラフィックQCDによるハイペロンの研究

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05324
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	京都大学
研究代表者	杉本茂樹京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80362408)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ホログラフィックＱＣＤ / 超弦理論 / 場の量子論
研究成果の概要	原子核を構成する陽子や中性子を始めとする、ハドロンと呼ばれる強い相互作用をする粒子の性質を、物質の基本的な構成要素が素粒子ではなくひもであるとする超弦理論を用いて解析することを可能にするホログラフィックＱＣＤと呼ばれる理論的な枠組みの基礎を整備するための研究を行った。特に、クォークを３種類以上取り入れると、観測されているバリオンの性質をうまく再現できないという問題が2007年ごろに指摘されたが、本研究によって解決され、取り入れるクォークの数がいくつであっても、矛盾なくバリオンを解析できる枠組みが確立された。また、バリオンの励起状態を包括的に解析する新しい枠組みも与えた。
自由記述の分野	素粒子論
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究によって、原子核を構成する陽子・中性子の仲間であるバリオンの性質を超弦理論を用いて解析するための枠組みが整備され、特にストレンジクォークを含むバリオン（ハイペロン）やバリオンが励起した状態の性質を矛盾なく解析することが可能となった。これはクォークを用いたモデルや、量子色力学に基づく数値解析とは全く異なる新しい解析方法を提供するため、学術的に大変興味深い。また、バリオンの研究は、この世に存在するあらゆる物質の成り立ちの解明に通じるものであり、将来的には工学的な応用もありうる。