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2015 年度 実施状況報告書

格子QCDを用いた中性子星におけるハイペロン超流動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26400281
研究機関日本大学

研究代表者

井上 貴史  日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (80407353)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードハイペロン / 超流動 / 中性子星 / 格子QCD / ギャップ方程式
研究実績の概要

本研究課題の目標は中性子星においてハイペロンの超流動が出現しているか否かを理論的に明かにする事にある。その為には信頼のおけるハイペロン核子間およびハイペロン間の相互作用が必要である。これらの相互作用は加速器を使った実験で決定するのは困難な事が知られているので、本研究課題では、大型計算機を使った格子QCDの数値計算による、これらの相互作用の導出から始めた。本年度は京コンピュータでの数値計算が進み、これらの相互作用のポテンシャルを、ほぼ現実世界に対して、精度は低いものの、導出する事ができた。これは大きな前進であると考えている。また、次年度以降にこのまま数値計算を継続する事で本研究課題の目標達成に必要な情報が確実に手に入る目処が立った事は、大いに勇気づけるものである。

現時点までに得られた相互作用ポテンシャルを用いてギャップ方程式を解き、Ξ(グザイ)ハイペロンのS波対ギャップを見積った。その結果、希薄なΞ気体が超流動性を示す事が判明した。これは基礎理論QCDから得られた帰結であり、重要な成果であるので、日本物理学会第71回年次大会(東北学院大学)において口頭発表した。中性子星の専門家から多数の有用なコメントが得られ、成果発表は有意義であったと考えている。この経験を基に次年度は、中性子星でより重要と考えられているΛ(ラムダ)ハイペロンとΣ(シグマ)ハイペロンの超流動について研究を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画では、本年度で、現実世界に対応したクォーク質量における、精度の高いハイペロン相互作用ポテンシャルが得られている予定であった。しかし、予想した以上に数値計算におけるノイズが強く、得られたポテンシャルは応用に十分な精度に達しなかった。その為に中性子星におけるハイペロン超流動の研究も予備的なものに留まっており、計画よりやや遅れていると考えている。
次年度には、本年度の次年度使用金の利用も含めて、大型計算機の利用時間を確保し、ハイペロン相互作用ポテンシャルの精度の改善に努めたい。そして本格的なハイペロン超流動の研究に着手したい。

今後の研究の推進方策

本研究課題は、多少の遅れはあるものの、予定通りに進んでおり、研究計画に大きな変更はない。本年度の遅れを取り戻すべく、ハイペロン相互作用ポテンシャルの品質改善の為に数値計算を継続する。それと平行して、中性子星で重要と考えられているΛハイペロンとΣハイペロンの超流動について研究を開始する。具体的には、本年度に行ったΞハイペロンでの経験を基に、結合チャンネルのギャップ方程式を解くコードを作成し、応用可能な品質のポテンシャルが得られた時に備える。

次年度使用額が生じた理由

前年度の未使用金を引き継いだ為に本年度の収入が予定よりも多かった。また、計画時に予定していた大型計算機の利用料を、本年度は本基金から支払うことなく研究を進める事ができた。これらの事由から次年度使用額が発生した。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額があることを踏まえて、計画より多くの計算時間で大型計算機の利用申請を行う予定である。これによって、統計誤差を抑えた、より品質の高いハイペロン相互作用ポテンシャルが得られると期待される。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Nuclear physics from QCD on lattice2015

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue
    • 雑誌名

      PROCEEDINGS of SCIENCE

      巻: Chiral Dynamics ページ: 20

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] クォークから中性子星へ -格子QCD計算を用いた新たな挑戦-2015

    • 著者名/発表者名
      井上貴史
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 70 ページ: 921-925

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled channel approach to strangeness S = -2 baryon-bayron interactions in Lattice QCD2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaki, Sinya Aoki , Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 ページ: 113B01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv144

    • 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
      A. Dote, T. Inoue, T. Myo
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 8 ページ: 021011

    • DOI

      10.7566/JPSCP.8.021011

    • 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 and Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: 234,1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s10751-015-1152-x

  • [雑誌論文] Omega-Omega interaction from 2+1 flavor lattice QCD2015

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, K. Sasaki, S. Aoki, T. Doi, T. Hatsuda, Y. Ikeda, T. Inoue, N. Ishii, K. Murano, H. Nemura
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 ページ: 071B01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv091

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Essential K¯ cluster "K-pp" studied with a coupled-channel Complex Scaling Method + Feshbach method2015

    • 著者名/発表者名
      A. Dote, T. Inoue, T. Myo
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Ser.

      巻: 569 ページ: 012084

    • DOI

      10.1088/1742-6596/569/1/012084

  • [雑誌論文] Medium-heavy Nuclei from Lattice Quantum Chromodynamics2015

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue
    • 雑誌名

      Proceedings of 20th International Conference on Particles and Nuclei (PANIC 14)

      巻: DESY-PROC ページ: 95-98

    • DOI

      10.3204/DESY-PROC-2014-04/26

    • 謝辞記載あり
  • [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 Doté, Takashi Inoue, Takayuki Myo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 ページ: 043D02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv039

    • 査読あり
  • [学会発表] 中性子星と格子QCD2016

    • 著者名/発表者名
      井上貴史
    • 学会等名
      素粒子・原子核・宇宙「京からポスト京に向けて」シンポジウム
    • 発表場所
      ワテラスコモンホール(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-30 – 2016-03-31
  • [学会発表] 物理点格子QCDによるバリオン対相関ギャップ2016

    • 著者名/発表者名
      井上貴史
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Atomic nucleus from QCD on lattice2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Inoue
    • 学会等名
      The 11th European Research Conference on Electromagnetic Interactions with Nucleons and Nuclei (EINN)
    • 発表場所
      パフォス市(キプロス共和国)
    • 年月日
      2015-11-02 – 2015-11-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Studies on nuclei starting from quantum chromodynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Inoue
    • 学会等名
      YIPQS Long-term and Nishinomiya-Yukawa Memorial International workshop, Computational Advances in Nuclear and Hadron Physics (CANHP 2015)
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 格子QCDにおける中重核の質量と構造2015

    • 著者名/発表者名
      井上貴史
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-27
  • [学会発表] Nuclear Physics from QCD on lattice2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Inoue
    • 学会等名
      The 8th International workshop on Chiral Dynamics 2015
    • 発表場所
      Pisa University(イタリア共和国)
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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