Determination of the direct CP violation parameter in the K meson decay by the lattice QCD

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H03650
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 石塚 成人 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (70251030)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇川 彰 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 副機構長 (10143538) ; 吉江 友照 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (40183991)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: K中間子崩壊振幅 / 格子QCD / 素粒子標準模型

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、K中間子崩壊振幅を格子QCDによる第一原理計算により、不定生無しに数値計算し、K中間子系での直接的CP非保存パラメータを素粒子標準模型から求めることである。本研究で得られた結果と実験値を比較することにより、標準模型におけるCP非保存現象を深く理解出来る期待される。
本研究では、崩壊の終状態のπ中間子が有限運動量を持つ物理的状況下でのK中間子崩壊を考えた。これを格子上で実現させるために、π中間子質量=250MeV、K中間子量=560MeVとういう現実のクォーク質量より重い場合について、格子サイズ=4.5fm のもとで計算を行った。ゲージ配位は昨年度までに生成した1000個を使った。崩壊振幅の計算では、非連結ダイアグラムの統計揺らぎをいかにおさえるかが鍵になる。この部分は、ホッピングパラメータ展開法、不完全収束法、ノイズ法を組み合わせた方法を用いた。この方法の有効性は昨年度までの研究で実証されている。
崩壊の物理量は、格子QCD計算で求めた崩壊振幅と、弱い相互作用での摂動計算により求めた係数間数から求められる。我々の得た結果は以下である。ΔI=1/2崩壊振幅 : Re(A0)=(29±22)e-8、ΔI=3/2崩壊振幅 : Re(A2)=(2.509±0.020)e-8、CP非保存パラメータ : Re(ε'/ε)=(12±27)e-3。ΔI=1/2崩壊振幅では統計誤差が大きい。またCP非保存パラメータでは統計誤差は更に大きく、有限の値を求めることができていない。実験値は 1.65e-3 であり、統計誤差を1/20以下にする必要がある。従って、本研究での計算方法をそのままゲージ配位を増やして高精度計算を目指しても、要求精度への到達は非常に難しく、高精度計算には新しい計算方法の開発が必要である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。