格子QCDシミュレーションと有効理論に基づく重いクォーク系の物理

素粒子の標準理論を超える物理の探索のためには,重いクォークに対する量子色力学(QCD)からの寄与を理論的に解明することが重要である。特に,重いクォークと反クォークからなるクォーコニウムに対しては,有効場の理論であるポテンシャル非相対論的QCD(pNRQCD)を用いた解析を用いると,スペクトルと崩壊過程を量子力学的手法で系統的に計算することができる。この解析の際に不可欠な非摂動論的因子であるクォーク間ポテンシャルを格子QCDを用いて系統的に決定することが本研究の目的である。本年度,我々は前年度に引き続きクォーク間距離が0.25fmから1.2fmの範囲で,複数のパラメータセットを用いた相対論的補正項の系統的解析を行った。また,得られたポテンシャルを用いて実際にシュレーディンガー方程式を解き,ポテンシャルに対する非摂動論的効果がクォーコニウムの質量スペクトルにどのように反映するかを調べた。その結果、特にスピン軌道ポテンシャルに含まれる非摂動論的効果がチャーモニウムおよびボトモニウムの微細構造に影響を与えることを示した。

素粒子の標準理論を超える物理の探索のためには,重いクォークに対する量子色力学(QCD)からの寄与を理論的に解明することが重要である。特に,重いクォークと反クォークからなるクォーコニウムに対しては,有効場の理論であるポテンシャル非相対論的QCD(pNRQCD)を用いた解析を用いると,スペクトルと崩壊過程を量子力学的手法で系統的に計算することができる。この解析の際に不可欠な非摂動論的因子であるクォーク間ポテンシャルを格子QCDを用いて系統的に決定することが本研究の目的である。本年度,我々は前年度に引き続きクォーク間距離が0.25fmから1.2fmの範囲で,複数のパラメータセットを用いた相対論的補正項の系統的解析を行った。また,得られたポテンシャルを用いて実際にシュレーディンガー方程式を解き,ポテンシャルに対する非摂動論的効果がクォーコニウムの質量スペクトルにどのように反映するかを調べた。その結果、特にスピン軌道ポテンシャルに含まれる非摂動論的効果がチャーモニウムおよびボトモニウムの微細構造に影響を与えることを示した。