格子ゲージ理論に基づくチャーモニューム－原子核束縛状態の解明

相対論的重いクォークの定式化をチャームクォークの計算に適応し、1)ツイスト境界条件の下でのルシャーの公式を用いた散乱位相の解析と2)二体ハドロン間のBethe-Salpeter(BS)振幅からハドロン間ポテンシャルを導出する定式化の2つ新しい格子QCD手法によりチャーモニューム-核子相互作用の詳細な情報を大規模計算機を用いた数値解析によって取り出した。計算は筑波大学のPACS-CS Collaborationによって生成されている2+1フレーバーQCDゲージ配位(パイオン質量295-700MeV、格子間隔0.091fmで物理的格子サイズ3fm)を用いた。本年度は、ツイスト境界条件により散乱位相の運動量依存性を綿密に調べることで、詳細なチャーモニューム-核子散乱の情報を得ることに成功した。カイラル外挿によって得られる散乱長は～0.2fmであり、軽いクォーク質量に強く依存しない弱い引力であっためこれはチャーモニューム-核子相互作用では主に多重グルーオン交換か"支配的であることの現れである。また、BS振幅から求めたポテンシャルも同様の引力的なポテンシャルを示しており、両者の方法で得られる散乱長は定量的に一致することを確認した。これらの事実は、チャーモニューム原子核の実現のための必要条件となるチャーモニューム―核子間の引力的な相互作用がQCDの第一原理から導かれたことを意味する。

相対論的重いクォークの定式化をチャームクォークの計算に適応し、1)ツイスト境界条件の下でのルシャーの公式を用いた散乱位相の解析と2)二体ハドロン間のBethe-Salpeter(BS)振幅からハドロン間ポテンシャルを導出する定式化の2つ新しい格子QCD手法によりチャーモニューム-核子相互作用の詳細な情報を大規模計算機を用いた数値解析によって取り出した。計算は筑波大学のPACS-CS Collaborationによって生成されている2+1フレーバーQCDゲージ配位(パイオン質量295-700MeV、格子間隔0.091fmで物理的格子サイズ3fm)を用いた。本年度は、ツイスト境界条件により散乱位相の運動量依存性を綿密に調べることで、詳細なチャーモニューム-核子散乱の情報を得ることに成功した。カイラル外挿によって得られる散乱長は～0.2fmであり、軽いクォーク質量に強く依存しない弱い引力であっためこれはチャーモニューム-核子相互作用では主に多重グルーオン交換か"支配的であることの現れである。また、BS振幅から求めたポテンシャルも同様の引力的なポテンシャルを示しており、両者の方法で得られる散乱長は定量的に一致することを確認した。これらの事実は、チャーモニューム原子核の実現のための必要条件となるチャーモニューム―核子間の引力的な相互作用がQCDの第一原理から導かれたことを意味する。