| 研究課題/領域番号 |
18K03638
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
滑川 裕介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究員 (00377946)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 計算物理 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、格子量子色力学シミュレーションによる新ハドロンの実在検証および予言である。構成子クォーク模型に当てはまらない新しい複合粒子(ハドロン)の存在は全てが確立しているわけではない。また、その構造は不明な場合が多い。格子量子色力学シミュレーションを行い、実在検証およびその構造を定量的に明らかにする。
本年度は、我々が開発した新しい散乱振幅法を用いた計算、ハドロン有限体積評価、ハドロン形状因子計算を行った。新ハドロンは既知ハドロンの散乱状態近辺に存在するため、既知ハドロンの散乱状態と新ハドロンに相当する１体状態の分離が重要となる。今回、新計算法を用いてパイ中間子２体系のオンシェルおよび半オフシェル散乱振幅のクォーク質量依存性を求めた。調査した全クォーク質量領域において、散乱長に関しては既存の計算法と中心値、精度共に一致する結果を得た。これは新計算法の正当性を意味する。他方、有効範囲に関しては半オフシェル散乱振幅の活用により大幅な精度向上に成功した。次に、有限体積評価について説明する。既存の計算法、新計算は共に有限体積効果による運動量変化に基づくため、有限体積評価が重要である。我々は5.5および10.9fmの格子サイズを用意し、計算結果の定量的比較を行った。この比較により、多くの場合ハドロン散乱状態の影響を受け、単純な解析ではシグナルが取りにくいこと、またグザイ重粒子など特定のチャネルではハドロン散乱状態の影響を受けにくいことを示した。最後に、形状因子計算結果を紹介する。形状因子は粒子の構造を特徴付ける物理量の１つである。本年度はK中間子系の形状因子を計算した。最近、理論計算と実験値では若干の剥離が報告されていたが、我々の計算は実験値と誤差の範囲で一致した。ただし、我々の計算結果は未だ系統誤差が大きく、確固たる結論には至っていない。
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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
新計算法の正当性確認および半オフシェル情報取得による大幅な精度向上に成功した。また、有限体積評価により、最低エネルギー状態に対する散乱状態の影響をハドロンチャネル毎に確認できた。形状因子に関しては、実験値が判明しているK中間子系での計算を進め、実験値と誤差の範囲で一致することを確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の結果を踏まえ、最終目標である新ハドロンへの新計算法の適用、構造計算に挑む。まずは、散乱状態と１体状態の分離が容易な系への計算を進める。順調に計算できたならば、散乱状態と１体状態のエネルギーがほぼ等しい系にまで計算範囲を広げる。また、有限温度・有限密度での実験解析が進展していることを鑑み、有限温度・有限密度での理論シミュレーションも推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウイルスの影響により、年度後半に予定されていた国際および国内会議への出張が延期またはキャンセルとなった。次年度の状況も未だ不透明だが、可能ならば出張費、不可能ならばデータ保存用ストレージへ使用する計画である。
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