2016 Fiscal Year Research-status Report
量子色力学に基づくクォーク・グルーオンの非摂動的性質とハドロンの諸性質の解明
| Project/Area Number |
15K05076
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
菅沼 秀夫 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10291452)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 量子色力学(QCD) / クォーク / グルーオン / カイラル対称性 / カラーの閉じ込め / ホログラフィックQCD / クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP) / マルチクォーク |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
強い相互作用の基礎理論である量子色力学（ＱＣＤ）に基づき、クォークの閉じ込め、カイラル対称性の自発的破れ、ホログラフィックＱＣＤにおけるクォーク多体系などの、重要で独自性の高い研究を行い、原著査読論文や査読付きの国際会議論文として公表した。①閉じ込めの指標となる、ポリヤコフ・ループ、クォーク閉じ込め力、ポリヤコフ・ループ感受率と、カイラル対称性の破れと直接関連する“ディラック演算子の固有モード”との解析的関係式を導出し、また、軽いダブラーの無いドメイン・ウォール・フェルミオンなどについても考察した。カイラル対称性の自発的破れの本質である低ディラック・モードの寄与が、閉じ込め現象に対しては小さいことを示した。
②超弦理論のＤブレーン系から導かれるホログラフィックＱＣＤにおいて、バリオン数が２のカイラル・ソリトン解として現れる“Ｈ粒子(uuddss)”に対する研究を世界で初めて行い、カイラル極限でのＨ粒子の質量やサイズなどの諸性質を明らかにした。
③強い相互作用の第一原理計算である格子ＱＣＤを用いて、ペンタクォーク、テトラクォークなどのクォーク多体系における“クォーク閉じ込め力”等の諸性質の研究を行った。
④ダイクォークを“拡がりを持ったスカラークォーク”とみなし、それに対するシュウィンガー・ダイソン方程式を定式化し数値的に解くことにより、スカラークォークの有効質量生成を示した。
⑤フレーバー数が１の１＋１次元ＱＣＤに対応するホログラフィックＱＣＤにトポロジカル・ソリトンとして現れるバリオンを研究し、それがスケール変換の下で不安定になることを世界で初めて示した。
⑥高精密の格子ＱＣＤ計算により、核子などのバリオン中での３つのクォーク間の閉じ込め力が“Y型の線型ポテンシャル”に従うことを示し、また、バリオン中のクォーク閉じ込めに対するアーベリアン・ドミナンスを定量的に検証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、クォーク・グルーオンという極微の階層から強い相互作用やハドロンの諸性質を理解することを目的とし、量子色力学（ＱＣＤ）の非摂動的性質に関連する様々な研究テーマを同時に複数進めている。
特に、今年度からは、超弦理論から定式化されるホログラフィックＱＣＤを用いた、ダイバリオンや低次元ＱＣＤでのバリオンに対する非摂動的解析も新たに開始し、既に世界初となる研究業績をあげ、複数の国際会議および論文等でその成果を発表している。
もちろん、昨年度から継続している研究テーマについても、強い相互作用の基礎理論である量子色力学に基づいた解析的な定式化や、大型計算機による大規模数値計算など、当初の計画通り進んでおり、着実に研究成果を重ねている。
それらの研究成果は、原著査読論文と査読付きの国際会議論文とで計１０編の英字の学術論文にまとめられた。また、２つの比較的大きな国際会議(Confinement XII, CPOD2016)において招待講演を行うなど、本研究課題での研究成果は当該分野で注目されている。
このように、研究の予想通りの順調な展開・具体的な研究成果・学界での注目度の高さから、本研究課題は当初の計画通り順調に進展していると判断できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
基本的には今後もこれまでの方向で研究を進めていく。つまり、強い相互作用の基礎理論である量子色力学(ＱＣＤ)に基づいて、クォーク・グルーオンのレベルから強い相互作用の基本的性質やハドロンの諸性質を研究していく。
研究方法としては、解析的な理論計算に基づいて定式化を進め、強い相互作用の第一原理計算である格子ＱＣＤ計算によって定量的に分析を行い、ＱＣＤに基づいた非摂動物理やハドロン物理を総合的に理解していく。格子ＱＣＤ理論のモンテカルロ計算に関しては、引き続き大阪大学のスーパー・コンピュータなどを用いて、大規模数値計算を実行していく。
また、今年度から開始した、超弦理論に由来する“ゲージ/重力対応”を用いた「ＱＣＤに対する非摂動的解析」も進めていき、原子核理論と素粒子論という分野の垣根を越えた学際的な研究を行っていく予定である。
|
| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、2017年3月の日本物理学会への参加を当初予定していたが、インフルエンザにより 出席できなかったことなどによる。なお、次年度使用額は 3万円以下であり、これは今年度の所要額の2%以下である。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は 3万円程度なので、研究に必要な書籍などの消耗品の購入に使用する予定である。
|
| Remarks |
researchmapと個人のwebページに、発表論文、及び、国際会議や日本物理学会での招待講演などの研究成果を記載している。
|
