格子QCDから計算される相互作用ポテンシャルを用いたハドロン共鳴状態の研究

使用晶格 QCD 计算的相互作用势研究强子共振态

• 批准号: 20J11502
• 负责人: 赤星 友太郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11502/
• 关键词: 格子QCD; エキゾチックハドロン; ハドロン間相互作用; ハドロン共鳴状態; 素粒子物理学; 原子核物理学; ハドロン物理学

近年、複数の新奇なハドロン共鳴状態の発見により、これらの状態の量子色力学(QCD)による第一原理的理解への期待が高まっている。本研究では、格子QCDからハドロン間相互作用を計算する手法であるHAL QCD法を用いた共鳴状態の解析における、技術的な困難(非常に計算コストが大きいクォーク伝搬関数の全成分計算を扱う困難)の克服・計算方法の確立と、確立した手法を用いた未解明共鳴状態の性質解明を目指す。本年度はまず前年度からの継続課題として、実験室系におけるHAL QCD法に関して前年度よりも系統誤差が少ないと期待されるセットアップにて計算を行い、より詳細なデータを得た。次に、これまでの一連の研究により、かねてから計画していたシグマ共鳴状態が現れるアイソスピン０パイオン２体散乱(S波)の解析に必要な技術や知見は揃ったため、本年度からこの系に対する具体的な計算を開始した。本年度は計算コスト等を考慮し、シグマ共鳴状態が束縛状態として現れることが予想されるセットアップで計算を行った。その結果、まず重心系での計算において問題となる真空状態の混合について、実際の数値計算でその存在を確認することができた。これを踏まえ、実験室系の利用など真空状態を除去するための方策を実際に適用し、その有用性について検証を行った。検証の結果、実験室系の利用などによって真空状態が抑制されることを示唆するデータは得られた一方で、統計誤差の増幅が見られ、真空状態を除去した上で実用可能な精度の解析を行うためには更なる工夫が必要であることが明らかとなった。最後に、バリオン間相互作用計算への応用研究として、本年度はグザイ粒子2体相互作用の計算を行なった。先行研究の結果と合わせることで系統誤差に関する一定の理解は得られたが、今後も継続調査が必要である。

In recent years, the discovery of complex novel resonance states and the first-principle understanding of quantum chromodynamics (QCD) have been highly anticipated. In this study, we aim to overcome the technical difficulties in the application of HAL QCD method in the analysis of resonance states (especially in the calculation of total components of the large number of transition coefficients) and to establish the method for calculating the interaction between lattice QCD and resonance states. This year, compared with the previous year, the HAL QCD method has been used to reduce the system error. This year, we have started the detailed calculation of this system. This year, the calculation of the resonance state is considered. The result shows that the calculation of the center of gravity system is a problem, and the mixture of vacuum states is a problem, and the calculation of actual values is a problem. The application and usefulness of the method for removing the vacuum state of the chamber system are verified. The result of the verification is that the vacuum state is suppressed, the statistical error is increased, and the vacuum state is removed. Last but not least, the calculation of particle interaction was carried out this year. The results of previous studies are related to systematic errors, and future investigations are necessary.

项目成果

S-wave kaon-nucleon potentials with all-to-all propagators in the HAL QCD method

HAL QCD 方法中具有全对全传播子的 S 波 kaon 核子势

• DOI: 10.1093/ptep/ptaa118
• 发表时间: 2020
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Murakami Kotaro;Akahoshi Yutaro;Aoki Sinya
• 通讯作者: Aoki Sinya

格子QCDによるハドロン間力の研究

使用晶格 QCD 研究强子力

• 发表时间: 2021
• 作者: Kei Akuzawa ;Yusuke Iwasawa;Yutaka Matsuo;Yosuke HORIKOSHI;Seunghoan Song;赤星友太郎
• 通讯作者: 赤星友太郎

HAL QCD法を用いたロー中間子共鳴状態の解析

使用 HAL QCD 方法分析低介子共振态

• 发表时间: 2020
• 作者: 赤星 友太郎;青木 慎也 for HAL QCD Collaboration
• 通讯作者: 青木 慎也 for HAL QCD Collaboration

The HAL QCD potential in the I = 1 ππ system with the ρ meson bound state

具有 ρ 介子束缚态的 I = 1 ππ 系统中的 HAL QCD 势

• DOI: 10.1093/ptep/ptaa087
• 发表时间: 2020
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Akahoshi Yutaro;Aoki Sinya;Aoyama Tatsumi;Doi Takumi;Miyamoto Takaya;Sasaki Kenji
• 通讯作者: Sasaki Kenji

実験室系NBS波動関数を用いた相互作用ポテンシャルの計算

使用实验室 NBS 波函数计算相互作用势

• 发表时间: 2021
• 作者: 赤星友太郎;青木慎也 for HAL QCD Collaboration
• 通讯作者: 青木慎也 for HAL QCD Collaboration