格子QCDによるK中間子のCP非保存の研究

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素粒子の標準模型において小林-益川行列の決定は重要であり、現在も多くの理論的計算、精密測定実験が行われている。クォーク3世代の場合、小林-益川行列によってCPの破れを引き起こすことが可能で、実際、K中間子においては間接的なCP非保存が確立している。最近の実験では、直接的なCP非保存を示す量がゼロでないことが報告されている。観測されたCP非保存から小林-益川行列要素の値を決定するには、K中間子の弱電磁行列要素を強い相互作用の効果を定量的に取り入れ非摂動的に計算しなくてはならない。本研究では、格子QCDの数値計算の方法を用いて、K中間子の間接、直接のCP非保存の関係する弱電磁行列要素を計算した。このような計算ではQCDの持つカイラル対称性が重要になるので、それを保った計算をすることが望ましいが、今までは格子フェルミオンの定式化の困難のために難しかった。最近提唱されたドメインウォール・フェルミオンを用いることでこの困難を回避した。。本研究で得られた成果は以下の通りである。1.弱電磁行列要素の計算に必要な演算子の繰り込み定数をドメイン・ウォールQCDの場合の摂動計算を使って組織的に計算した。2.ドメイン・ウォールQCDを使った場合のカイラル対称性の保存の様子をモンテカルロ法による数値計算によって調べた。また、摂動展開で計算した簡単な演算子に対する繰り込み定数が非摂動的な計算結果と5%程度の誤差で一致していることを示した。3.間接的なCP非保存の結果である中性K中間子の混合を決める重要なBパラメタをドメイン・ウォールQCDのクエンチ近似によるモンテカルロ法によって計算した。2つの異なった格子間隔で計算して結果がほとんど変わらないことを確認した。得られた最終結果の中心値は従来のものより誤差の範囲であるが少し小さく、統計誤差、系統誤差は格段に減少した。