Study of Hadron Interactions from LQCD and Deep Learning

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強い相互作用の第一原理計算である格子QCDを用いて、phi中間子-核子系における軌道角運動量S波、スピン2/3に関するハドロン間相互作用の導出を行った。ここでは、pi中間子質量が146MeVの物理点近傍のゲージ配位を利用した。LHC ALICEグループでは、高エネルギーハドロン衝突実験により、phi中間子-核子のスピン平均された相関関数を測定されており、本研究の格子QCDによる相互作用を利用しスピン1/2におけるphi中間子-核子系に束縛状態が存在する可能性が示唆された。このようにハドロン間相互作用の決定、およびそこから創発する量子状態の研究が、現在活発に行われているが、重イオン衝突実験で報告されたハドロン束縛状態・共鳴状態の候補について、それらの存在を確立させることが重要である。これまでの高エネルギー実験において、新奇なハドロン量子状態が散乱閾値近傍に存在する可能性が示唆されており、本研究では、これらの量子状態決定に機械学習を導入する新しい方法を提案している。今年度の研究において、閾値近傍における散乱振幅の良い近似となる有効レンジ展開を用いて、２核子系における束縛状態と仮想状態を区別する深層学習プログラムを完成させた。量子状態は散乱振幅の複素エネルギー平面上での極の位置で決まるため、散乱理論に忠実に、散乱振幅の解析性を正しく満たす教師データを作成した。これらを元に、散乱実験データへの応用を試み、部分波解析を行った先行研究と高精度で一致することが確かめられた。さらに、チャームクォークを含むような２中間子間の相互作用の計算に向けてのコード開発を行い、スーパーコンピュータ富岳を用いた計算がスタートさせた。ここでは、テトラクォークの候補であるTccに関する相互作用の計算を行った。