Role of gluons in hadron structure explored by lattice QCD

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本研究では、核子の構造を特徴づける物理量に対する理論計算を、縮退した軽いアップ・ダウンクォークと、それらよりも重いストレンジクォークの真空偏極を取り入れた、2+1フレーバー格子QCD計算により行なっている。その研究遂行のために格子QCDグループPACSにより生成された「PACS10」と呼ばれるQCDゲージ配位を用いる。PACS10配位は、π中間子が実験値135MeVに相当するクォーク質量（物理点での評価）で 1辺が10 fmを超える物理体積（有限体積の除去）で生成されたQCDゲージ配位で、核子構造の理解のための精密第一原理計算に適している。PACS10配位は、格子間隔が３種類あり、核子構造に対しては、そのうち２つの粗い格子間隔（0.08 fm、0.06 fm）での格子QCD計算のみ行われてきた。当該年度は、当初、３つ目の格子間隔（0.04 fm）での格子QCD計算を計画していたが、R04年度HPCIスパコン富岳一般利用申請が採択されなかったため、JCAHPCのスパコンOdysseyを使って計算可能な格子間隔（0.06 fm）での格子QCD計算を継続し、核子三点関数から核子行列要素の情報を引き出す際に生じる系統誤差の精査を行なった。この系統誤差は、最も高精度で評価できる核子軸性電荷に対しては、すでに達成できている統計誤差2%より十分小さく抑えられていることを確証した。また、核子軸性電荷に対しては、有限格子間隔に伴う系統誤差が十分に小さいことも同時に検証できたため、２つの格子間隔の計算結果のみで、核子軸性電荷の実験値を2%精度で再現できていることが、物理点での計算として世界で初めて示せた。しかし、他の物理量に対しては、有限格子間隔に伴う格子離散化誤差が無視できず、その系統誤差の除去が必要であることも明らかにした。