重いクォークを含むハドロンによる、核物質中でのカイラル対称性の探求

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我々の身の回りの物質を構成している「核子」の質量起源は主に二種類に分けられ、それぞれ「カイラル対称性の自発的破れに起因する部分」と「カイラル不変質量 」に分類される。しかしこの「カイラル不変質量」の値はよく理解されていない。本研究は、チャームクォークと呼ばれる重いクォークを含む中間子の、原子核中での性質の変化を調べることにより、この「カイラル不変質量」の値を調べ、そして核子質量の起源の解明に迫ることを目標とする。本研究では、特に真空で自発的に破れている「カイラル対称性」が、原子核中では回復に向かうという現象を利用して、「カイラル不変質量」の値を探る。しかしこの際、「軸性アノマリー」と呼ばれる量子効果による対称性の破れの原子核中での変化も、無視出来ないと思われる。そこで、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さと、原子核中での「軸性アノマリー」の変化の強さを、同時に無矛盾に調べた。また、軽い中間子(アップ・ダウン・ストレンジクォークのみを含む中間子)を例にとり、それらの対称性の変化が原子核中での軽い中間子の質量変化にどのように寄与するか調べた。この研究に関して深い知見を持つ研究グループがドイツのゲーテ大学にあるため、この大学に二ヶ月滞在し、共同研究を開始した。その結果、原子核中での「軸性アノマリー」の強さの変化は、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さに比べてあまり寄与しないことが分かった。したがって、原子核中での軽い中間子の質量変化も、原子核中での「カイラル対称性」の回復に主に依存することが分かった。この研究結果に関して、現在ゲーテ大学のグループと論文を執筆中である。また、この研究に関する結果を、国際研究会にて口頭発表する予定である。さらに、重い中間子の原子核中での性質の変化を用いて核子質量の起源に迫る本研究に関して、国際研究会での招待講演が決定している。