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2012 年度 実績報告書

ゲージ理論の量子論的力学の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20540261
研究機関名古屋大学

研究代表者

早川 雅司  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20270556)

研究期間 (年度) 2008-04-08 – 2013-03-31
キーワード素粒子理論
研究概要

本年度の主な成果は、電子及びミュー粒子の異常磁気能率(g-2)におけるQED(電磁相互作用の量子論)補正のうち10次摂動項の計算、及び8次摂動項の数値精度を向上を完了したことです。
ミュー粒子のg-2に関しては、現時点で理論(素粒子の標準模型)からの予言値と実験による測定値の間には差があります。実験精度の改善がこの10年間で図られようとしている中、理論値の精度も改善しなければ、この差が未知の素粒子構造によるものなのか否かに関する最終的な結論を導くことはできません。本研究では、この差と同じ大きさに相当するQEDの8次摂動効果の理論計算の精度(統計度を向上)と信頼性を飛躍的に向上させました。また、次世代測定における不定性と同じ程度の大きさと見込まれていたQEDの10次摂動補正に関する計算を完了しました。これらの成果により、現時点で伺われている理論値と実験値の差がQEDによる寄与に由来していない点の確認と、将来の実験結果を解釈する上で十分な精度でQED補正を決定できました。
電子のg-2における10次補正項を完全に得ることによって、その測定値の現在の誤差より小さい理論的不定性に到達することができました。この事実を踏まえ、実験値と理論値の一致を要求することにより電気的な力が素粒子レベルで一度だけ働く際の強さを、物理学史上最高精度で決定することができました。そして、原子物理の応用から決定された強さの値との整合性を確認することで、電磁相互作用及び量子論に関する人類の理解をさらに向上することにができました。
電弱対称性の自発的な破れを引き起こす上で適切なゲージ理論の力学を探求するため、6個のディラック場を含むSU(2)ゲージ理論に着目し、格子ゲージ理論によるシミュレーションを遂行することで、実効結合定数に赤外固定点がないこと、カラーの閉じ込めを示唆する予備的結果について国際会議で報告しました。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantum electrodynamics calculation of lepton anomalous magnetic moments: Numerical approach to the perturbation theory of QED2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2012 ページ: 01A107

    • DOI

      10.1093/ptep/pts030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hadronic corrections to the muon anomalous magnetic moment from lattice QCD2012

    • 著者名/発表者名
      T.Blum, M.Hayakawa and T.Izubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE 2012 ページ: 022

  • [雑誌論文] Lattice study on two-color QCD with six flavors of dynamical quarks2012

    • 著者名/発表者名
      M.Hayakawa, K.-I.Ishikawa, Y.Osaki, S.Takeda and N.Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: LATTICE 2012 ページ: 040

  • [雑誌論文] Complete Tenth-Order QED Contribution to the Muon g-22012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: 111808

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.111808

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenth-Order QED Contribution to the Electron g-2 and an Improved Value of the Fine Structure Constant2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: 111807

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.111807

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full QED+QCD low-energy constants through reweighting2012

    • 著者名/発表者名
      T.Ishikawa, T.Blum, M.Hayakawa, T.Izubuchi, C.Jung and R.Zhou
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: 072002

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.072002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenth-Order QED Contribution to the Lepton Anomalous Magnetic Moment -- Sixth-Order Vertices Containing an Internal Light-by-Light-Scattering Subdiagram2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 ページ: 093013

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.033007

    • 査読あり
  • [学会発表] Anomalous magnetic dipole moments of muon and electron: Progress in theoretical calculation2013

    • 著者名/発表者名
      早川雅司
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      20130300
  • [備考] 物理学史上、最も精密な理論計算値-電子の磁気能率の大きさを1.3兆分の1の精度で決定-

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20120910_sci.pdf

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公開日: 2014-07-24  

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