| 研究課題/領域番号 |
26400273
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
保坂 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | チャームバリオン「国際研究者交流」 / 生成反応「国際研究者交流」 / ハドロンの複合性 |
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| 研究実績の概要 |
チャームバリオンの生成率を、 Regge模型とクォーク模型を用いて評価した。Regge模型によってストレンジネス（ハイペロン）の生成率との相対比を求めた。その結果チャーム生成はストレンジネスの１０万分の１程度であることが示された。この値はJ-PARCで計画されている実験で十分に観測可能な値である。次にクォーク模型を用いて、様々なチャームバリオンの生成率を求めた。その結果、p-波の励起状態が生成される可能性が最も大きいことが判明した。反応における角運動量の保存則による帰結であり、ストレンジネス生成の場合と大きく異なると同時に、このような生成率を観測することによって、内部構造について有益な情報が得られることがわかった。以上の結果は、学術雑誌PTEP 103D01 (2014)で報告されたほか、現在投稿論文を執筆中。また、９件の国際学会（うち４件は海外、また８件は招待講演）で発表された。
チャームバリオンの構造に関して、クォーク模型の３体問題による解析と、QCD和則の方法による解析手法を定式化した。クォーク模型では、３体系に期待される２つの内部自由度の励起がどのように現れるかを解析した。チャームクォークの質量をパラメータとし、軽いクォークの領域から重いクォークの領域まで連続的に変えることで、励起スペクトルの特徴を明らかにした。結果は現在論文にまとめている。QCD和則の方法でも、２つの異なる内部励起を区別する手法を提案し、具体的な計算例を示した。数値結果は今後さらなる検討があると考えているが、系統的な手法を提案できた点で重要な成果である。この結果は学術論文Phys.Rev. D91 (2015) 5, 054034に掲載された。
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| 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
研究内容では、チャームハドロンの生成・崩壊反応模型を構築するとした。生成に関してはRegge模型による絶対値の評価、クォーク模型を用いて構造の違いによる反応率の特徴を明らかにすることができた点で、大いに目標が達成できたと評価する。一方で、崩壊反応については、年度後半から具体的な理論定式化を開始し、一般的な行列要素の計算法を確立したものの（ヘリシティー振幅の方法）、具体的な数値を求めるには至らなかった。計算が予想以上に複雑だったからである。しかしながら部分的に得られつつある結果を用いて、列要素の解析公式を求める見通しを立てることができた点で、最小の目標は達成できたと評価する。
チャームバリオンの構造に関してはクォーク模型による解析を東工大の博士１年の大学院生とともに進めている。この研究を題材に博士論文に進めていくことを予定している。QCD和則を用いた定式化を、中国の研究グループとの共同で進めることができた。彼らの得意とする複合演算子の構成法を最大限利用し、チャームバリオンの内部構造との関連を見出せる方法を提案することができた。具体的な数値の面では、今後一層詰める必要があると考えている。
以上の成果は、国内外の国際学会などでも発表され、十分な情報発信もなされていると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は崩壊過程の具体的な計算を進め、内部構造を反映した崩壊の特徴を明らかにすることを目指す。崩壊にはパイオン放出とDメソン放出が基本的なモードとして存在する。これらの崩壊を引き起こすクォークの基本的な相互作用を用いて、クォーク模型の行列要素を計算する。結果に励起モードの違いがどのように反映されるかを検討し、実験での観測可能性を探る。この研究は２名の共同研究者とともに実施し、実験研究者とも連携を図る。
生成反応に関してRegge模型による理論計算を進める。まず全断面積の計算を完了する（ほとんどできている）。さらにスピン依存量の計算を進め、状態依存の特徴を明らかにする。実験計画に提案できることを目指す。反応機構に関しては、結合チャンネルの重要性が示唆されている。チャーム領域で結合チャンネルの定式化を試みる。全断面積に与える抑制効果を検証し、チャーム生成機構の日指摘機構の解明に向ける。この研究は大学院生と進める。
これらの研究推進とともに、J-PARCハドロン物理の活動として、J-PARC, JAEA, KEKの関係グループとの連携を進め、定期的に研究打ち合わせを進めるとともに、小規模ワークショップを開催し、関連情報の交換、及び共同研究の可能性を探る。
５月には国際会議NSTAR2015を主催する。そこには海外から５０名以上の関連研究者が参加する。各国の専門家とも意見交換を進め、特に、若手の交流にも務める。
情報発信としては、すでに招待が予定されている５件の国際会議、２件の集中講義などの機会を利用し成果発信に努める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究費の多くは研究成果発表のための、研究集会参加のために使用する予定であったが、昨年度は多くの参加研究会が招待であり、参加登録費の免除、滞在費の一部を補助される機会が多かった。そのため、旅費支給額を大幅に削減節約することができたことが理由である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
昨年度未使用の分に関しては、引き続き、今年度すでに予定されている研究集会参加のために充てるとともに、自らが主催する研究集会に招待する参加者の滞在費などに使用する予定である。
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