Study of hadron structures based on entanglement entropy

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令和4年度には、ハドロン内部の構造に直結する内部カラー構造を、クォーク・反クォーク系の基底状態・励起状態について解析した。計算手法として、強い相互作用における非摂動的計算の代表格である格子QCD計算を用いた。格子間隔は0.14fm, 格子サイズは32^3のものを採用した。格子間隔依存性や体積依存性については、2019年の申請者の論文にて詳細に確認を行ったため、今回は1種類のパラメータでの計算を行った。この時、複数の生成消滅演算子を用意し、相関行列を対角化することで、基底状態・グルーオン的励起状態の解析を行った。励起状態は多数の異なる量子数を持つ状態が存在するため、エネルギーの低い方から数えて4つ分の状態の解析を行った。その結果、基底状態の場合、クォーク・反クォークペアの距離が近い時には（クォーク・反クォークペアは）color singlet状態を形成しているが、ペア間の距離が増大してフラックスチューブが形成されると、クォーク・反クォーク間のカラー相関は遮蔽されていき、カラー配位がrandomカラー配位に近づいていくことがわかった。また、この遮蔽度合いの距離依存性を定量化することもできた。一方、グルーオン的励起状態の場合、クォーク・反クォークペアの距離が近い時には（クォーク・反クォークペアは）color octet状態を形成するしていることがわかった。これはハイブリッドハドロンの描像（octet状態を組んだクォーク・反クォークペアにcolor octet状態のグルーオンが結合した描像）をサポートする結果である。クォーク・反クォークペアの距離が増大すると、基底状態の場合と同様にカラー相関は遮蔽されていくが、その遮蔽度合いは励起状態の量子数に依存することもわかった。これらの結果はハドロンの内部構造に関する重要な知見を与えるものであり、日本物理学会で発表された。現在論文執筆中である。