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2014 年度 実施状況報告書

中間子原子核を用いて探るストレンジネス及びチャームの物理

研究課題

研究課題/領域番号 25400286
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

土手 昭伸  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, 研究機関講師 (90450361)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードストレンジネス核物理 / K-中間子原子核 / 共鳴状態 / 結合チャネル / 少数系 / チャームクォーク
研究実績の概要

ストレンジネス核物理において、K中間子原子核(反K中間子が束縛した原子核)はホットなトピックである。ストレンジネスをもつ反K中間子(Kbar)と核子(N)との間には強い引力が働く。そのためK中間子原子核では、中性子星内部に匹敵する高密度状態が生成される可能性がある。このようなK中間子原子核の性質を明らかにするため、最も基本的な系とも言えるK-pp(二つの陽子とK-中間子からなる三体系)を丁寧に調べている。
前年度までに、南部ゴールドストンボソンである反K中間子の力学を説明するカイラル理論に基づくKbarN相互作用の構築、それを用いた、結合チャネル複素スケーリング法(ccCSM)によるKbarN二体系の研究を行った。その結果、KbarN共鳴状態であるΛ(1405)の性質を説明出来ていることが確認できた。
カイラル理論に基づくポテンシャルでは、そのエネルギー依存性のためにΛ(1405)がダブルポール構造を持つ。詳細に調べることで、我々の研究でもダブルポール構造は確認された。更にccCSMでは陽に波動関数が得られるのがメリットである。波動関数を解析することで、二つのポールが異質なものであることを明らかにした。今年度、これらの成果を論文にまとめ発表した。
続いて三体系K-ppへと進んだ。本来この系はKbarNN-πΣN-πΛNといった結合チャネル系であるが、複素スケーリング法のユニークな性質を利用することで、共鳴状態としての性質を損なうことなく効率的にKbarNNシングルチャネル問題として扱う方法を思いついた。(ccCSM+Feshbach法)この方法で調べたところ、K-pp(Jπ=0-、I=1/2)は20-30MeVと浅く束縛し、崩壊幅は20-60MeVの範囲にあるという結果を得た。同じK-ppでもJπ=1-状態は共鳴状態を作れないことも分かった。これらの成果を論文にまとめ発表した。

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

前年度終盤にKbarN二体系を丁寧に調べることで、我々の手法でも予想外に上手くΛ(1405)のダブルポール構造が捉えられることが分かり、その成果を今年度初頭に論文にまとめた。その後、本来の目的である三体系K-ppの研究を開始した。結合チャネル複素スケーリング法とFeshbach法を組み合わせて、効率的にK-ppをシングルチャネル問題として処理し、結果を論文にまとめることが出来た。

今後の研究の推進方策

ccCSM+Feshbach法によりK-ppのエネルギー及び幅、更にはその構造も調べることが一応出来た。この方法で確かに効率的に扱うことが出来たが、やはりFeshbach法で消去されたチャンネルπYN(YはハイペロンΛ及びΣを意味する)の寄与が気になる。また最近J-PARCから報告された実験結果でも、πΣN閾値近傍に正体不明だがシグナルが得られている。この実験結果を考慮してみても、やはりK-ppに関して確たることを言うには、消去されたチャンネルも陽に扱った計算を行う必要があると考えられる。そこで今年度は結合チャネル複素スケーリング法によって、KbarNN-πΣN-πΛNを露わに扱った計算を実行する。この計算を行うことでK-ppの束縛エネルギー及び崩壊幅に関し、より確かなことが言える。その上K-ppに対するπYNダイナミクスが分かると期待できる。また今年度得た結果と比べることで、いわゆるFeshbach法の妥当性を確かめることが出来、理論的にも興味が持たれる。

次年度使用額が生じた理由

他の科研費(新学術・科研費A)の分担者となっており、そちらからの分担金は原則単年度決算であるため、テーマ的に重複する部分に関してはそちらの方を優先的に使用していった。また家庭の事情(妻が子供を出産)のため、研究会等への出席、出張を控えざるを得なくなった。その結果、本科研費の使用が予定より少なくなった。

次年度使用額の使用計画

The 12th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (HYP2015)など、ストレンジネス核物理・ハドロン物理に関する重要な国際会議が、今年度日本で行われる。また私が所属するKEK理論センターにはJ-PARC分室があり、そこでもK中間子原子核及びチャームの物理に関する研究会やミーティングが度々行われる。それらに積極的に参加する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Application of a coupled-channel complex scaling method with Feshbach projection to the K-pp system2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of KbarNN resonances with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach projection2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions (Springer)

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1007/s10751-015-1152-x

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of a prototype system of kaonic nuclei ``K-pp''2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Essential Kbar cluster "K-pp" studied with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach method2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 569 ページ: 012084/1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/569/1/012084

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Double-pole nature of Λ(1405) studied with coupled-channel complex scaling method using complex-range Gaussian basis2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 930 ページ: 86-103

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2014.08.041

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Details of K-pp investigated with coupled-channel complex scaling method + Feshbach projection2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24
  • [学会発表] Investigation of KbarNN resonances with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach projection2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      Long-term International Workshop “Hadrons and Hadron Interactions in QCD 2015 - Effective Theories and Lattice -”
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] Theoretical study of a prototype system of kaonic nuclei "K-pp"2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      Workshop on Progress on J-PARC hadron physics in 2014
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター (茨城県東海村)
    • 年月日
      2014-11-30
  • [学会発表] Application of the complex scaling method to hadronic resonances ― Λ(1405) and K-pp resonances ―2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      (J-PARC分室活動)Workshop and infromal meeting on "Hadrons in Nuclear medium II"
    • 発表場所
      KEK東海一号館 (茨城県東海村)
    • 年月日
      2014-10-25
  • [学会発表] Investigation of K-pp resonances with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach projection2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      「ストレンジネスを含む原子核の最近の展開」研究会
    • 発表場所
      熱川ハイツ (静岡県賀茂郡東伊豆町)
    • 年月日
      2014-09-24
  • [学会発表] Investigation of KbarNN resonances with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach projection2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      International Conference on Exotic Atoms and Related Topics - EXA2014
    • 発表場所
      Austrian Academy of Sciences, Vienna, Austria
    • 年月日
      2014-09-17
  • [学会発表] Theoretical study of a prototype system of kaonic nuclei ``K-pp'' (ポスター)2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (EPOCHAL TSUKUBA) (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-07-14
  • [学会発表] Essential Kbar cluster ``K-pp'' studied with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach method2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Dote, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 学会等名
      3rd International Workshop on "State of the Art in Nuclear Cluster Physics“ (SOTANCP3)
    • 発表場所
      KGU関内メディアセンター (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-05-30

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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