格子QCDによる核力ポテンシャルの方法の理論的拡張とその応用

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25287046
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 青木 慎也 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (30192454)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 核力ポテンシャル / 格子QCD / N体散乱 / H粒子 / テトラクォーク / 非弾性散乱 / 閾値 / S行列

研究実績の概要

本研究の目的は、研究代表者らによって提案されて成功を収めている格子QCDによる核力ポテンシャルの導出方法を理論的に考察し、その応用の可能性を探求することである。具体的な目標は以下である。
（１）N体の南部・ベーテ・サルペータ(NBS)波動関数が散乱S行列の情報を持つことを示し、その具体的な形を決める。
（２）ポテンシャル法を非弾性散乱の場合に拡張し、エネルギーに依存しない非局所ポテンシャルが構成できることを示す。
（３）ポテンシャルの方法をハドロンの弱い相互作用による崩壊現象に拡張する。
（４）上記の拡張された方法を用いて、格子QCDによる具体的な計算を行う。
昨年度までに、(1),(2)の目標に関する研究はほぼ終了した。また、昨年度は、H粒子と呼ばれる新規な束縛状態が現れる可能性のあるS(ストレンジネス)=-2の２体バリオン系のポテンシャルの計算をπ中間子の質量が実験値よりは重い場合に行い、その成果を論文として発表した。この系では、粒子の質量が変わる非弾性散乱が起こるため、本研究の方法が必要であった。今年度は、物理的なπ中間子を含めたより軽い質量でS=-2の２体バリオン系のポテンシャルを計算し、H粒子の性質について解析を行った。一部の結果は会議録などに発表しており、現在、本論文を準備中である。また、チャームクォークを含むテトラクォーク状態の候補の１つとして注目されているZc(3900)に対して、上記の拡張した方法を適用して解析を行った。その結果、実験で見つかったシグナルは、テトラクォーク状態ではなく、非弾性散乱の閾値でのカスプ効果であることを明らかにした。この研究結果は今年度に論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Institue for Physics(Germany)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Max Planck Institue for Physics
• [国際共同研究] Wigner Research Center for Physics(Hungary)
  • 国名: ハンガリー
  • 外国機関名: Wigner Research Center for Physics
• [雑誌論文] Review of lattice results concerning low-energy particle physics (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, Y. Aoki, D. Becirevic, C. Bernard, T. Blum, G. Colangelo, M. Della Morte, P. Dimopoulos, S. D\"urr, H. Fukaya, M. Golterman, Steven Gottlieb, S. Hashimoto, U. M. Heller, R. Horsley, A. J\"uttner, T. Kaneko, L. Lellouch, H. Leutwyler, C.-J. D. Lin, V. Lubicz, E. Lunghi, 他１０名
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. C 巻: 77 ページ: 112
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-016-4509-7
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fate of the Tetraquark Candidate Zc(3900) in Lattice QCD (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Ikeda, Sinya Aoki, Takumi Doi, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Kenji Sasaki
  • 雑誌名: Physical Review Leters 巻: 117 ページ: 242001
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.242001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Flow equation for the large N scalar model and induced geometries (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki, Janos Balog, Tetsuya Onogi, Peter Weisz
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 8 ページ: 083B04
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mirage in Temporal Correlation functions for Baryon-Baryon Interactions in Lattice QCD (2016)
  • 著者名/発表者名: Takumi Iritani, Takumi Doi, Sinya Aoki, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano, Hidekatsu Nemura, Kenji Sasaki
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1610 ページ: 101
  • DOI: 10.1007/JHEP10(2016)101
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Entanglement entropy for pure gauge theories in 1+1 dimensions using the lattice regularization (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki, Etsuko Itou, Keitaro Nagata
  • 雑誌名: IJMPA 巻: 31 ページ: 1650192
  • DOI: 10.1142/S0217751X1650192X
  • 査読あり
• [雑誌論文] First results of baryon interactions from lattice QCD with physical masses (3) -- Strangeness $S=-2$ two-baryon system (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sasaki, Sinya Aoki, Takumi Doi, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda , Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Takaya Miyamoto , Keiko Murano
  • 雑誌名: PoS 巻: Lattice 2015 ページ: 088
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Current status for two baryon systems in lattice QCD 1. Difficulties in the direct method (2017)
  • 著者名/発表者名: Sinya AOKI
  • 学会等名: JPS Annual meeting
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] Flow equation for the scalar model in the large N expansion and its applications (2017)
  • 著者名/発表者名: Sinya AOKI
  • 学会等名: Workshop `` Holography, Quantum Entanglement and Higher Spin Gravity"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2017-02-06 – 2017-02-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Current status for two baryon systems in lattice QCD I. Difficulties in the direct method (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya AOKI
  • 学会等名: First Tsukuba-CCS=RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Difficulties in the direct method for two baryon systems in lattice QCD (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya AOKI
  • 学会等名: ``Realistic hadron interactions in QCD",
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-11-21 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lattice QCD approach to baryon interactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: The conference ``Compact stars and gravitational waves",
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-31 – 2016-11-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Current status for two baryon systems in lattice QCD (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: KITP program ``Frontiers in Nuclear Physics"
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2016-08-22 – 2016-11-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Axial U(1) symmetry in 2-flavor QCD at finite temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: YITP workshop MIN16 - Meson in Nucleus 2016 -
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-07-31 – 2016-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Luescher's finite volume test for two-baryon systems with attractive interactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: The 34rd International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2016)
  • 発表場所: Southampton, UK
  • 年月日: 2016-07-24 – 2016-07-30
  • 国際学会
• [学会発表] Flow equation for the large N scalar model and induced geometries (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: 4 Day Conference ``Holography and quantum information"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-05-31 – 2016-06-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Overview of the HAL QCD potential method and recent results (2016)
  • 著者名/発表者名: Sinya Aoki
  • 学会等名: INT Program INT 16-1 "Nuclear Physics from Lattice QCD"
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2016-04-01 – 2016-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 京都大学基礎物理学研究所 研究分野 素粒子分野
  • URL: http://www.yukawa.kyoto-u.ac.jp/contents/labs/highenergy.html