現実的ハドロン間相互作用に基づくエキゾチックなハドロン・原子核の解析と探求

エキゾチックハドロンの候補として知られているΛ(1405)は、反K中間子・核子（KbarN）チャンネルおよびπ中間子・Σ粒子（πΣ）チャンネルの２つのメソン・バリオンチャンネルが大きく寄与していると考えられている。Λ(1405)と関連した反K中間子原子核の研究においても、両チャンネルをあらわに取り扱うことが必須である。しかし過去の研究では、計算の便宜上、πΣチャンネルの自由度を無視していることが多かった。本研究では、両チャンネルをあらわに取り扱い、さらに最新の高精度実験を考慮し、定量的に信頼しうるメソン・バリオン間ポテンシャルを構築した。その際、実験データを現在最も信頼しうるモデルであるカイラル動力学を用いて外挿する必要があるが、このモデルから計算上都合の良いチャンネル結合型局所ポテンシャルを構築する手法も本研究で確立している。本ポテンシャルの構築により、Λ(1405)の内部構造および反K中間子原子核の信頼しうる理論計算が可能になった。得られたポテシャルはエネルギーに依存しており、量子力学の本質的要件であるノルムの保存性等が満たされない。本研究では、フェッシュバッハ射影の手法を用い、エネルギー依存型ポテンシャルを用いる際に必要なノルムの補正項を導出した。同時に、その補正項が状態の複合性あるいは一粒子性を表していることも発見した。以上によりΛ(1405)がKbarNの複合的態であることを解明した。πΣ相互作用の実験的解明も目指し、Xi_b粒子の弱崩壊を用いた新たな実験手法の提案も行った。π中間子、Σ粒子はどちらも不安定であり、これらの散乱実験は困難である。本研究では、Xi_bの崩壊実験を理論的に解析することで、間接的にπΣの散乱振幅を抽出できることを発見した。将来的にXi_b崩壊実験を解析することで、Λ(1405)及び反K中間子原子核の詳細な解析が可能になると期待される。

エキゾチックハドロンの候補として知られているΛ(1405)は、反K中間子・核子（KbarN）チャンネルおよびπ中間子・Σ粒子（πΣ）チャンネルの２つのメソン・バリオンチャンネルが大きく寄与していると考えられている。Λ(1405)と関連した反K中間子原子核の研究においても、両チャンネルをあらわに取り扱うことが必須である。しかし過去の研究では、計算の便宜上、πΣチャンネルの自由度を無視していることが多かった。本研究では、両チャンネルをあらわに取り扱い、さらに最新の高精度実験を考慮し、定量的に信頼しうるメソン・バリオン間ポテンシャルを構築した。その際、実験データを現在最も信頼しうるモデルであるカイラル動力学を用いて外挿する必要があるが、このモデルから計算上都合の良いチャンネル結合型局所ポテンシャルを構築する手法も本研究で確立している。本ポテンシャルの構築により、Λ(1405)の内部構造および反K中間子原子核の信頼しうる理論計算が可能になった。得られたポテシャルはエネルギーに依存しており、量子力学の本質的要件であるノルムの保存性等が満たされない。本研究では、フェッシュバッハ射影の手法を用い、エネルギー依存型ポテンシャルを用いる際に必要なノルムの補正項を導出した。同時に、その補正項が状態の複合性あるいは一粒子性を表していることも発見した。以上によりΛ(1405)がKbarNの複合的態であることを解明した。πΣ相互作用の実験的解明も目指し、Xi_b粒子の弱崩壊を用いた新たな実験手法の提案も行った。π中間子、Σ粒子はどちらも不安定であり、これらの散乱実験は困難である。本研究では、Xi_bの崩壊実験を理論的に解析することで、間接的にπΣの散乱振幅を抽出できることを発見した。将来的にXi_b崩壊実験を解析することで、Λ(1405)及び反K中間子原子核の詳細な解析が可能になると期待される。