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2022 年度 実施状況報告書

摂動QCDを超える予言へ向けた理論的定式化

研究課題

研究課題/領域番号 19K14711
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

研究代表者

高浦 大雅  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 (70836858)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード摂動QCD / リノーマロン / 重いクォーク / 非摂動行列要素 / カビボ・小林・益川行列
研究実績の概要

QCD理論予言を精密に与えることは今後の新物理探索を進めるとともに、ゲージ理論の理解を進展させる。本研究では摂動計算に含まれる誤差(リノーマロン)を超えてQCDの精密な理論予言を与えることを目指す。特にQCD非摂動効果の決定およびそれを取り入れた理論予言を与える。摂動計算の原理的誤差を取り除くには理論的な手法が必要であり、これまでに主に2つの手法を開発してきた。当該年度の主な実績としては、このうち1つの手法をより洗練させることができたことである。具体的には従来の手法と比べて、計算手続きを複雑化するUVリノーマロンが出現しなくなった。また、この手法を演算子積展開の文脈で研究し、その結果、理論予言からリノーマロンが最終的に消失することを運動量積分に関する恒等式として書き下すことができた。これによりリノーマロン消失についての理論的理解を進展させた。
さらにこの手法の応用として、Bメソンの崩壊幅を用いたV_cbの精密決定に取り組んだ。このパラメータはフレーバー物理などの標準理論予言に関わる重要なパラメータである。ここでは精密決定のために、(i)非摂動行列要素の決定し、(ii)それを取り入れた非摂動レベルの理論予言を崩壊幅に対して与えた。(これにより、当初設定していた本課題の主な研究目的に到達することができた。)ここではMSbar質量を用いた解析を行ったが、これまでこの質量を用いると精度が十分に出ないと考えられてきた。しかし、開発した手法の適用によって予言精度が改善し、現在の標準的な決定精度と同じレベルでV_cbを決定することができた。また他の質量パラメータを用いた決定と整合していることから、このプロセスに対する理論予言の確かさを確認した。

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

当初予定していた、(i)理論的な手法についての開発、(ii)物理量への具体的応用及び非摂動行列要素の決定、(iii)非摂動効果を含む理論予言を与えること、の全てがある物理量について達成された。他の物理量についても同様の研究を進めたい。

今後の研究の推進方策

今後はこれまでと同様の方向性を保ちつつ、他の物理量への応用や、予言精度を制限している未知の摂動級数などの計算を進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響で予定していた出張に行けなくなったため。これらを来年度の旅費として用いる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Technical University of Munich
  • [雑誌論文] Precision μ+ μ+ and μ+ e- elastic scatterings2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yu、Kitano Ryuichiro、Matsudo Ryutaro、Takaura Hiromasa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac174

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of HQET nonperturbative matrix elements with renormalon subtraction using Fourier transform2022

    • 著者名/発表者名
      Takaura Hiromasa
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 274 ページ: 03003~03003

    • DOI

      10.1051/epjconf/202227403003

    • 査読あり
  • [学会発表] muTRISTAN: proposal of new collider experiments2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      新ヒッグス勉強会第33回定例会
    • 招待講演
  • [学会発表] Renormalon subtraction using Fourier transform and determination of HQET matrix elements2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      Seminar at TTP, Karlsruhe Institute of Technology
  • [学会発表] Renormalon subtraction using Fourier transform and determination of HQET matrix elements2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      Seminar at T30f group of Technical University of Munich
  • [学会発表] Determination of HQET matrix elements with renormalon subtraction using Fourier transform2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      15th Quark Confinement and the Hadron Spectrum
    • 国際学会
  • [学会発表] muTRISTAN2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2022
  • [学会発表] Renormalons of static QCD potential2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      The 15th International Workshop on Heavy Quarkonium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New physics scale search from elastic scatterings of leptons at muTRISTAN2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takaura
    • 学会等名
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会

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公開日: 2023-12-25  

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