ゲージ/重力対応を用いたバリオンの散乱現象の解析

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ハドロンを支配する理論はQCDであることが知られている。しかしハドロンの物理にはQCDの非摂動効果が重要であり、解析は容易ではない。ゲージ理論の非摂動効果を解析することができる方法の一つが、ゲージ/重力対応を応用する手法である。このような手法はホログラフィックQCDと呼ばれている。これまでにホログラフィックQCDを用いた研究は数多くある。しかしこれらのうちの大部分はハドロンの静的性質(質量、結合定数など)をターゲットにしていた。私がホログラフィックQCDを用いて進めている研究は、ハドロンの畜エネルギー散乱現象である。この領域は未だ十分にホログラフィックによる研究がなされていない。しかし歴史的に伝統ある分野であるため大量のデータが存在する一方、ハドロン物理の他の領域と同様、非摂動効果のため理解が難しいとされてきた。それゆえ興味深い分野である。ゲージ/重力対応によれば、ゲージ理論におけるハドロンの散乱現象は、歪んだ時空上の重力理論における弦の散乱現象と等価である。私は重力理論において弦の散乱振幅を解析することで、ハドロンの散乱振幅を解析的に与えた。より具体的には仮想光子とハドロンの弾性散乱振幅に注目した。仮想光子とハドロンの弾性散乱はQCDにおいて近年非常に興味深いとされている。その理由は、この散乱の断面積を実験的に測定することによって、"一般化されたパートン分布関数"を抽出することができるからである。一般化されたパートン分布関数は、既に良く知られている"パートン分布関数"よりも詳細にハドロンの内部構造を表現しており、ハドロンの理解において極めて重要とされている。私は過去の研究において、仮想光子とハドロンの弾性散乱振幅を理論的に解析することによって、この過程の断面積と"一般化されたパートン分布関数"を導出した。これまで"一般化されたパートン分布関数"には様々なモデルが立てられてきたが、それらのモデルは理論的根拠が乏しかった。一方このような高エネルギー散乱現象の理論的導出は、格子QCDによる数値計算によっても困難である。従って私のホログラフィックQCDによる理論的導出は画期的であり価値があると考える。上記の私の過去の研究においては、skewnessと呼ばれる力学変数が断面積や一般化されたパートン分布関数に与える影響を解析することができていないという問題点があった。skewnessの効果を取り扱うことができればより広汎な過程を理解することができるため、skewnessを取り扱う技術を開発することには意義がある。そこで本年度はskewnessを理解するための研究を行った。skewnessを理論的に扱うためには、既存の理論的理解を大幅に拡大しなければいけないことが明らかになったが、弦の場の理論の方法論を応用することで、それが可能になった。