| 研究課題/領域番号 |
17K05449
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
慈道 大介 東京工業大学, 理学院, 教授 (30402811)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ハドロン物理 / カイラル対称性 / カイラル対称性の部分的回復 / ダイクォーク / カイラル有効理論 / K中間子光学ポテンシャル / 超対称性 / エキゾチックハドロン |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、核媒質中のハドロンに対するカイラル対称性の役割を調べ、部分的回復を系統的に研究することを目的にし、核媒質中の中間子に対するカイラル有効理論を確立させることを目指す。本年度は、K中間子光学ポテンシャル、ハドロン構造におけるダイクォークの役割、QCD真空におけるUA(1)量子異常の役割、幅の広いS=+1共鳴状態について研究を行った。
１．K中間子原子のエネルギースペクトルからK中間子光学ポテンシャルの強さを求め、強い相互作用による斥力的エネルギーシフトの起源を解明した。従来の理解では、大きな実部によりK中間子原子核状態が形成され、その準位反発により斥力シフトになると考えられてきたが、実際は、K中間子光学ポテンシャルは虚部が大きいため吸収が大きく、これが斥力シフトの起源になっていることを突き止めた。
２．ダイクォーク・クォーク模型を用いて、チャームクォークを含むバリオンの質量スペクトルからダイクォークの質量を調べた。また、sクォークとud反ダイクォークとの間に対称性を仮定して、ハドロン質量スペクトルを系統的に表現できる可能性を検討し、対称性の破れに伴う質量公式を導いた。
３．カイラル有効理論（線形σ模型とNJL模型）を用いて、強い相互作用の真空におけるUA(1)量子異常項の役割を調べた。UA(1)量子異常が主体的にカイラル対称性を破る可能性があることがわかり、その場合はσ中間子の質量が小さくなる。したがって、軽いσ中間子質量を説明するには、UA(1)量子異常項によるカイラル対称性の自発的破れが必要となる。
４．KN散乱振幅をユニタリー化したカイラル摂動論を用いて記述し、その散乱振幅の解析的構造を調べた。その結果、1620MeV近傍に、I=0, S=+1の300MeV程度の広い幅を持つ共鳴状態の存在を見いだした。
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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
当初の予定通り、K中間子に対する媒質効果の研究に着手することができ、K中間子光学ポテンシャルの大きさやK中間子核子2体系の共鳴状態の存在可能性等、有意義な研究成果を得ることができた。また、平行して、ダイクォークの役割の研究も超対称性の導入等の進展があった。UA(1)量子異常の役割については、予定していた研究課題から発展した新たな研究テーマであり、今後の進展に期待が持てる。これらの研究成果はすでに論文発表できる段階に来ており、早急に論文を執筆して公表したいと思っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは、本年度の研究成果（K中間子原子における斥力的エネルギーシフトの起源、チャームクォークを含むバリオンにおけるダイクォーク質量、カイラル対称性の自発的破れにおけるUA(1)量子異常の役割）については、早急に研究論文としてまとめる必要がある。sクォークとud反ダイクォークにおける超対称性については、既に、論文を執筆して学術雑誌に投稿し、プレプリントとしてインターネットにおいて公表中である。次年度には、引き続き、UA(1)量子異常の研究を発展させる。sクォークとud反ダイクォークにおける超対称性については、ハドロンの崩壊モードについて研究を行い、ダイクォークの存在可能性に迫りたい。K中間子光学ポテンシャルの研究については、同様な方法を用いて、反陽子原子から反陽子光学ポテンシャルの特徴を見いだしたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
異動に伴い備品購入計画に変更が生じた。パソコン等の購入計画を見直し、本年度は研究協力者のノートパソコン等の購入に充てたい。
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