公募研究

科学研究費補助金・新学術領域研究（新ハドロン）・公募研究

格子量子色力学によるエキゾチックハドロンの数値的研究

研究代表者：滑川　裕介（筑波大学　計算科学研究センター）

課題番号：22105501（平成22年度～23年度）

研究の目的・概要

本研究では、格子ＱＣＤシミュレーションを用いて、エキゾチックハドロン候補である状態の性質解明を行う。格子ＱＣＤ計算は第一原理計算であり、計算結果に模型のような依存性は無い。実験結果に対し、ＱＣＤに基づく統一的な理解が可能である。

平成22年度：研究の進捗と成果

格子重クォーク作用中のパラメータ及び繰り込み因子を非摂動論的に決定した。これらの値は、格子上で重クォークを取り扱うために必要である。

決定したパラメータを使用し、チャームクォークを含むハドロンスペクトルを求めた。我々の計算値は実験値を良く再現する。標準的なポテンシャル模型では D_{s0}^* 中間子の質量が実験値と大きくずれる。このため、D_{s0}^* 中間子を通常のクォーク２体系ではなく、４つのクォークから成るエキゾチック状態する模型が提唱されている。一方、クォーク２体系の演算子を用いた我々の格子ＱＣＤ計算結果は 1% の精度で実験と無矛盾である。 D_{s0}^* 中間子は通常のクォーク２体系とみなせる。

上記に加え、チャームクォーク質量、CKM 行列要素を格子ＱＣＤを用いて決定した。これらの値は、素粒子標準理論の確立に必要であるだけでなく、標準理論を越える物理の検証にも不可欠であり、重要である。


図1: charmed-strange meson mass spectrum	図2: charm quark mass

論文・紀要・会議録：

Non-perturbative renormalization of quark mass in $N_f = 2+1$ QCD with the Schroedinger functional scheme,
PACS-CS Collaboration: S. Aoki et al, JHEP 1008 (2010) 101
Calculation of $\rho$ meson decay width from the PACS-CS configurations,
PACS-CS Collaboration: S. Aoki et al, PoS LAT2010 (2010) 108
Charm quark system at the physical point of 2+1 flavor lattice QCD,
PACS-CS Collaboration: Y. Namekawa et al, Phys. Rev. D84 (2011) 074505
Rho Meson Decay in 2+1 Flavor Lattice QCD, PACS-CS Collaboration: S. Aoki et al, Phys. Rev. D84 (2011) 094505
Charm quark system on the physical point in $2+1$ flavor lattice QCD,
Y. Namekawa for PACS-CS Collaboration, PoS LAT2011 (2011) 132

学会・国際会議講演：