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2014 年度 実施状況報告書

準位統計の手法による格子QCD+QEDの低エネルギー定数の決定

研究課題

研究課題/領域番号 25400259
研究機関島根大学

研究代表者

望月 真祐  島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00362913)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード格子ゲージ理論 / 有限温度 / 有限密度 / QCD相転移 / ランダム行列理論 / 行列模型 / 弦理論 / 超対称性
研究実績の概要

1. 本年度は「研究期間内に明らかにする事項」中、(A) two-color QCDにおける低エネルギー定数の精密決定 を大きく進展させた。研究協力者である山本氏(島根大D1)と共同して、(i) SU(2)+虚数化学ポテンシャル μ、(ii) SU(2)x非コンパクトU(1) (結合定数e) の2つの場合について第1~4 Dirac固有値分布を測定した。μおよびeの変化に対するそれら分布の遷移を、カイラルガウス型シンプテクティック集団(chGSE)-カイラルガウス型ユニタリー集団(chGUE)クロスオーバーランダム行列において解析的に得た個別準位分布にフィットすることにより、擬スカラー中間子の崩壊定数を統計誤差1%の精度で決定することが出来た。私はこの成果を国際会議LATTICE2014において発表し、その内容を西垣-山本の共著論文(レター形式)として出版した。

2. また「研究期間内に明らかにする事項」中の (B) 有限温度・密度QCD相転移 に関して、永田氏(KEK)らと共同して、QCDにおけるヤン・リー零点の分布から有限密度相転移に関わる情報を引き出すことに成功した。鞍点法から解析的に得られた零点分布と、格子ゲージシミュレーションにおける正準分配関数の測定から再構成された零点分布は整合性をもち、Roberge-Weiss相転移の存在が理解された。

3. さらに杉野氏(岡山光量子研)と共同して、1.で用いたランダム行列の手法の応用として、自己随伴半径にコンパクト化された非臨界(2次元)IIA型超弦理論を記述する行列模型の分配関数の非摂動的な表式を得ることに成功した。これは低次元の模型ながら超弦理論のインスタントン和を厳密に実行したことを意味し、その結果、非摂動効果によって標的空間の超対称性が破れる例を初めて与えた。

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

前述の通り、(A)については6**4程度の小格子からでも極めて精度良く崩壊定数が決定できたことから、当初の目的のうち方法論に関する部分は達成できた。また、(B)についても新たな視野からQCDの相構造を明らかにすることが出来たことは重要な成果の達成である。

今後の研究の推進方策

(A)については現在、フルペーパーの出版を準備している。今後は、今まで本研究で確立してきた手法を用いて、N=1超対称ゲージ理論におけるゲージーノの低エネルギー定数の決定を行う予定である。解析的には前述とは異なり、カイラルガウス型直交集団(chGOE)-カイラルガウス型ユニタリー集団(chGUE)クロスオーバーランダム行列から個別準位分布を解析的に得ることが必要となるため、現在これに並行して取り組んでいる。
また、非臨界(2次元)IIA型超弦理論とそれを記述する行列模型の対応関係を、既知の相関関数を超えて確立するため、行列模型側・超弦理論側の両方から解析的計算を進めている。

次年度使用額が生じた理由

既存のコンピュータリソースで(A)にかかる研究目的をほぼ達したため、サーバハードウェアの更新・追加を最小限に押さえたことにより余剰額が生じた。

次年度使用額の使用計画

本年度に予定しているN=1超対称ゲージ理論のシミュレーションにおいては既存のリソースでは不十分であるため、これに特化したサーバハードウェアの更新に使用する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Lee-Yang zero distribution of high temperature QCD and the Roberge-Weiss phase transition2015

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Nagata, Kouji Kashiwa, Atsushi Nakamura, Shinsuke M. Nishigaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91 ページ: 未定

    • DOI

      to be determined

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tracy-Widom distribution as instanton sum of 2D IIA superstrings2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M. Nishigaki, Fumihiko Sugino
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 09 ページ: 104-1--104-25

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2014)104

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Individual eigenvalue distributions for chGSE-chGUE crossover and determination of low-energy constants in two-color QCD+QED2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M. Nishigaki, Takuya Yamamoto
    • 雑誌名

      PoS LATTICE

      巻: N/A ページ: 067-1--067-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Individual eigenvalue distributions for chGSE-chGUE crossover and low-energy constants in SU(2)×U(1) gauge theory2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M. Nishigaki
    • 学会等名
      Workshop 'Fluctuation and Correlation in Stochastic Systems'
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Critical statistics at the mobility edge of QCD Dirac spectra in the QGP phase2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M. Nishigaki
    • 学会等名
      Workshop 'Fluctuation and Correlation in Stochastic Systems'
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Tracy-Widom distribution as instanton sum of 2D IIA superstrings2014

    • 著者名/発表者名
      西垣真祐, 杉野文彦
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Individual eigenvalue distributions for chGSE-chGUE crossover and determination of low-energy constants in two-color QCD+QED2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M. Nishigaki
    • 学会等名
      LATTICE 2014, the 32st International Symposium on Lattice Field Theory
    • 発表場所
      Columbia University, NY, USA
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-28
  • [備考] 遷移ランダム行列によるパイ中間子崩壊定数の決定 ~ゲージ理論と量子カオスのインタープレイ~

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/research/research_mochizuki.html

  • [備考] Shinsuke Mochizuki Nishigaki - Research

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/mochizuki_lab/research.html

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公開日: 2016-05-27  

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