| 研究課題/領域番号 |
16K05340
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
根村 英克 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (80391738)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 格子QCD / 少数多体問題 / ストレンジネス / 理論核物理 / 計算物理 |
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| 研究実績の概要 |
大体積かつ物理点に近いクォーク質量での格子 QCD 計算を行い、ラムダ核子、およびシグマ核子系のポテンシャルを、中心力、テンソル力を含む偶パリティ軌道について、その結合チャネルまで含めて、解析を進めている。当該年度においては、本計画の最終的な統計数(当初計画に対して 200 %)のデータを用いて解析を行っているところである。様々なバリオン間力の中で、クォーククラスター模型が強い斥力を予言しているチャネルにおいて、定性的に同じ傾向が格子 QCD 計算においても得られている。しかしながら、強い斥力を有するチャネルでは格子 QCD 計算の統計誤差が悪化する現象が見られており、この点に関してより詳細な解析を進めている。また一方で、フレーバ SU(3) 極限で核力のスピン一重項偶パリティチャネルと同じ表現に属するアイソスピン I=3/2 チャネル・スピン一重項のシグマ核子相互作用が引力的傾向を示しており、クォークとグルーオンのダイナミクスを格子 QCD の枠組みで第一原理的に扱い、ほぼクォーク質量が物理点の計算を行うことによって、ストレンジネスを含むバリオン間相互作用における斥力芯および引力相互作用の存在およびその起源をその基礎理論に立ち返って理解する上で非常に意義が大きい。こうして得られたハイペロンポテンシャルを軽いハイパー核の構造計算へ適用するために、核力チャネルの解析も進めつつある。
今後は、格子QCD計算から得られたラムダ核子、およびシグマ核子系の、偶パリティ軌道についての中心力、テンソル力ポテンシャルと核力ポテンシャルを用いた、ハイパー核の少数多体系の計算を実行する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
大体積かつ物理点に近いクォーク質量での格子 QCD 計算を行い、ラムダ核子、およびシグマ核子系のポテンシャルを、中心力、テンソル力を含む偶パリティ軌道について、その結合チャネルまで含めて、大規模データの解析を含めた計算が進行中である。令和二年度は、格子 QCD 計算によるデータの統計数を、最終的な統計数(当初計画に対して 200 %)のデータを用いて解析を行うことができている。アイソスピン(I=1/2)、スピン(J=0)のシグマ核子相互作用、およびアイソスピン(I=3/2)、スピン(J=1)のシグマ核子相互作用について、強い斥力が働いている様子、およびアイソスピン(I=3/2)、スピン(J=0)のシグマ核子相互作用について、全体として引力的傾向を示すことが格子 QCD 計算においても得られている。この傾向はクォーククラスター模型が予言する傾向と定性的に一致しており、クォークとグルーオンのダイナミクスを格子 QCD の枠組みで第一原理的に扱い、ほぼクォーク質量が物理点の計算を行うことによってこの様な結果が得られたことは、ストレンジネスを含むバリオン間相互作用における斥力芯および引力の存在およびその起源をその基礎理論に立ち返って理解する上で非常に意義が大きい。一方で、アイソスピン(I=1/2)、スピン(J=0)のシグマ核子相互作用では、強い斥力のために統計誤差が著しく大きく、この点について詳細な解析を進めている。また、こうして得られたポテンシャルをハイパー核の構造計算へ適用するために、核力セクターの解析も進めている。様々なバリオン間の相互作用について、現在進行中の計算を含め、格子QCD計算から相互作用のいろいろな情報を同時に効率よく引き出すためのアルゴリズムについて、このアルゴリズムを用いることによって可能となる、より発展した研究の可能性についても検討を進めつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、ストレンジネスS=-1のハイペロンポテンシャルとして、ラムダ核子、およびシグマ核子系のポテンシャルを、中心力、テンソル力を含む偶パリティ軌道について、その結合チャネルまで含めて、解析を進めていく。核力セクターのポテンシャルの解析も行い、これらを組み合わせて、格子QCD計算から得られたラムダ核子、およびシグマ核子系の、偶パリティ軌道についての中心力、テンソル力ポテンシャルを用いた、ハイパー核の少数多体系の計算を実行する。具体的には、重陽子、三重陽子、ヘリウム原子核(4核子系)にラムダ粒子が一つ結合したs-殻ラムダハイパー核(粒子数A=3-5)についての確率論的変分法による計算を行う。また、数値実験的な意味合いとして、AV8'のような現象論的な核力ポテンシャルと格子QCDによるハイペロンポテンシャルという組み合わせによる計算を実行する。核力並びにハイペロン力の双方にテンソル力が含まれているので、rearrangement の大きさなど、ハイペロンがどのようにして原子核と結合し、ハイパー核として束縛状態を形成するかについてのより詳細な仕組みを明らかにしていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症のため、旅費の支出が零であった。
(使用計画) 少数多体系の計算および格子QCD計算の実行とそれらのコード開発のため、さらに論文発表および遠隔開催を含む学会等での発表に必要な計算機環境を整備するために使用する。
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