2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26247043
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
橋本 省二 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, 教授 (90280510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深谷 英則 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70435676)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 素粒子論 / 計算物理 / 格子QCD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、格子ゲージ理論による量子色力学の第一原理計算により、DおよびB中間子の崩壊定数・形状因子を５％以内の高精度で決定し、SuperKEKB実験などによる素粒子標準模型の精密検証、さらには標準模型を超える現象探索に寄与することを目的とする。そのために、格子上でカイラル対称性を精度よく保つ理論的定式化を用い、KEKのスーパーコンピュータを使用した大規模シミュレーションを実行し、物理量ごとに連続極限への外挿を行うことで、各種の系統誤差を制御した計算を実現する計画である。
平成２７年度においては、繰り込み定数の非摂動的な決定、D中間子の崩壊定数の予備的計算、D中間子のセミレプトニック崩壊形状因子の予備的計算、チャームクォーク質量の精密決定にかかわる研究を行った。
最終的な物理量計算で必要となる繰り込み定数の決定には、座標空間で繰り込み条件を与える新手法を開発して実行し、有限格子間隔による誤差等も含めて１％程度の精度で決定することができた。
D中間子の崩壊定数に関しては、インプットとなるチャームクォーク質量３点での結果を使った内挿を行い、かつ連続極限へのスケーリングを調べた結果、離散化誤差は非常によく制御されている（１、２％以内）ことがわかった。さらに高精度の計算を実現するために確率的平均化法を用いたより精密な計算に移行して計算を続行している。
セミレプトニック崩壊については、もっとも簡単なセットアップでの計算テストを行い、先行研究と同程度の精度が得られることを確認した。
チャームクォーク質量の精密決定は、チャーモニウム相関関数の近距離での値を摂動論と比較することで得られる。詳細な解析な結果、１％以下の精度が得られることがわかった。これは現状のPDGに記載されている精度を上回っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
大規模シミュレーションによるデータ生成を完了した上で、予定通り物理量計算に進み、そこでの予備的結果も当初の期待通りのものであった。当初は想定していなかったチャームクォーク質量の精密決定の研究でも大きな進展が見られているため、「当初の計画以上」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
確率的平均化法を用いたD中間子崩壊定数およびセミレプトニック崩壊形状因子の計算を予定通り実行した上で、重いクォークの質量を複数点取ってB中間子への外挿手法を研究する。重いクォークへの質量の外挿と連続極限への外挿を同時に行う手法を確立することが次のステップとなる。
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[Journal Article] Improved lattice fermion action for heavy quarks2015
Author(s)
Yong-Gwi Cho, Shoji Hashimoto, Andreas Jüttner, Takashi Kaneko, Marina Marinkovic, Jun-Ichi Noaki, Justus Tobias Tsang
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Journal Title
Joural of High Energy Physics
Volume: 1505
Pages: 072
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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